JPS61502901A - New composite ceramic with improved toughness - Google Patents

New composite ceramic with improved toughness

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JPS61502901A
JPS61502901A JP50448985A JP50448985A JPS61502901A JP S61502901 A JPS61502901 A JP S61502901A JP 50448985 A JP50448985 A JP 50448985A JP 50448985 A JP50448985 A JP 50448985A JP S61502901 A JPS61502901 A JP S61502901A
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composite ceramic
carbide
composite
refractory
ceramic
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JP50448985A
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Japanese (ja)
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ラツセル,パトリツク・エム
カーフマン,バージル・ビー
マクドナルド,ロバート・アール
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ザ・ダウ・ケミカル・カンパニ−
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    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 改良した靭性を有する新規複合セラミック発明の背景 本発明は改良された靭性を有する新規耐火体複合セラミック及び該複合セラミッ クの製造方法に関するものである。[Detailed description of the invention] Background of the invention of a novel composite ceramic with improved toughness The present invention provides a novel refractory composite ceramic with improved toughness and the composite ceramic. The present invention relates to a method for manufacturing

非複合セラミックと比較して、複合セラミックは一般にすぐれた靭性、強度、耐 摩耗性を有しており、高強度合金の機械加工、さく岩、その他の硬い物質の切断 又は成形のための切[@刃として、高温設備又は構造材料として、及び、たとえ ば、ある種の化学反応器における、耐摩耗、耐損耗及び耐化学薬品性部品として 、すぐれた性能を発揮する。その上、このような材料は耐摩損表面としてのポン プのシール、噴射ノズルにおいて、また耐衝撃材料として、使用することができ る。Compared to non-composite ceramics, composite ceramics generally have superior toughness, strength, and resistance. Abrasive and suitable for machining high-strength alloys, rock drilling, and cutting other hard materials or cutting for forming [@ as a blade, high-temperature equipment or structural material, and For example, as wear-resistant, abrasion-resistant and chemical-resistant parts in certain chemical reactors. , exhibits excellent performance. Moreover, such materials can be used as wear-resistant surfaces. It can be used in spray nozzles and as impact-resistant materials. Ru.

耐火性物体を製造するだめの公知の方法は、ぴったり適合する、硬質の型中にお ける粉末状又は押し固めた試料の熱プレス、あるいは粉末状又は押し固めた試料 を含有する密閉した、変形可能な容器の圧力伝達媒体としてのガスを用いるアイ ソスタチック(isostatic)な熱プレスを包含する。これらの方法の何 れにおいても、試料は、最初に粉末であるか成形体であるかにかかわりなく、型 又は変形した容器の形態をとる。このような方法を用いる場合には多くの問題に 遭遇する。製造することができる製品の寸法と形状が限定される。複雑な形態を 有する最終製品は、しばしば、加圧中の不均一な圧力分布のために、望ましくな い密度勾配を有している。また、各試料を別々の型又は容器中で圧縮させなけれ ばならず、且つ熱プレスののちに試料は、しばしば取り出しの間に型又は容器に 付着する。A known method for producing refractory objects is to place them in tightly fitting, rigid molds. Heat pressing of powdered or compacted samples, or powdered or compacted samples An eye using a gas as a pressure transmission medium in a closed, deformable container containing Includes isostatic heat presses. What of these methods In both cases, the sample, whether initially as a powder or a compact, is or take the form of a modified container. Many problems arise when using this method. encounter. Limited dimensions and shapes of products that can be manufactured. complex form The final product with It has a strong density gradient. Also, each sample must be compressed in a separate mold or container. After hot pressing, samples are often placed in molds or containers during removal. adhere to.

自己支持性成形体のアイソスタチックなプレスは、上記の問題を克服することの 可能な方法として提案されている。たとえば、バラード及びヘンドリツクスの米 国特許第3,279,917号は、耐火性物体の熱プレスにおける圧力伝達媒体 として粉末状ガラス又は黒鉛のような微粒子状材料の使用を教えている。この方 法においては、微粒子状の圧力伝達媒体は試料に対して完全に順応せず、その結 果として、圧力もまた均一に且つ真にアイソスタチックに伝達されない。たとえ ば、立方体、円柱などのような種々の形状物が加圧時にゆがみを受ける。この方 法によって被雑な輪郭を形成させることはほとんど不可能である。Isostatic pressing of self-supporting compacts has the potential to overcome the above problems. proposed as a possible method. For example, Ballard and Hendricks rice National Patent No. 3,279,917 discloses a pressure transmission medium in heat pressing of refractory objects. teaches the use of particulate materials such as powdered glass or graphite. This person In this method, the particulate pressure transmission medium does not conform completely to the sample, and as a result As a result, pressure is also not transmitted uniformly and truly isostatically. parable For example, various shapes such as cubes, cylinders, etc. undergo distortion when pressurized. This person It is almost impossible to form a rough contour by the method.

パーバラスの米国特許第:(,455,682号は、以下の段階から成る耐火性 物体のアイソスタチック熱プレスの改良方法を開示している=(A)本質的に重 量で約5%乃至約40%のアルカリ及びアルカリ土類金属塩化物、フッ化物及び 珪酸化物並びにそれらの混合物から選択した第一の成分及び重量で60〜95% のシリカ、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、酸化カルシウム、スピネル、ム ライト、無水アルミノ珪酸塩及びそれらの混合物から選択した第二の成分から成 る混合物によって物体を取シ囲み;(B)該混合物をそれが可塑性となる温度ま で加熱し;且つ(C)該温度を保持している間に、該混合物に対して該物体の密 度を増大させるために十分な圧力を加える。このようにして、種々の形態及び寸 法を有する低多孔度の耐火性物体を、実質的にそれらの最初の形態を実質的に変 化させることなく、きわめて低多孔度で、きわめて高密度に圧縮することができ るということを記している。Pervalus U.S. Patent No. 455,682 discloses a fire-resistance system comprising the following steps: Discloses a method for improving isostatic heat pressing of objects = (A) essentially from about 5% to about 40% by amount of alkali and alkaline earth metal chlorides, fluorides and 60-95% by weight of a first component selected from silicic oxides and mixtures thereof; silica, alumina, zirconia, magnesia, calcium oxide, spinel, a second component selected from lite, anhydrous aluminosilicates and mixtures thereof; (B) surrounding the object with a mixture that makes it plastic; and (C) while maintaining the temperature, the mixture is heated at a temperature of Apply enough pressure to increase the temperature. In this way, various shapes and sizes refractory objects of low porosity having a process that substantially alters their initial form. It can be compressed to extremely high densities with extremely low porosity without It is written that

ロズマスの米国特許第4.428.906号は、所定の密度の緻密な成形体を形 成させるための金属及び非金属組成物材料及びそれらの組合わせを強化するため の方法を開示してセリ、この方法知おいては、所定の密度よりも低い密度を有す るかかる材料の一定−骨を圧力伝達媒体中に包み込み、その媒体の全外局に対し て外部から圧力を加えることにより、媒体が実質的に完全に@密且つ非圧縮性で あり且つ、少なくとも所定の緻密化の直前まで、流動することができることによ って媒体により加えられる流体静力学的な圧力による包み込んだ材料の所定の緻 密化を生じさせる。この発明は、所定の力における骨格構造のつぶれに応じて流 動化手段中に分散した骨格構造断片の複合体の形成のため及び成形体の所定の緻 密化において複合体を完全に緻密且つ非圧縮性で且つ流動性ならしめるために、 所定の力に応じてつぶれることができる硬質の相互に結合した骨格構造の圧力伝 達媒体及び骨格構造によって支持され且つその中に保持されている流動すること ができる流動化手段を使用することを特徴としている。Rozmus U.S. Pat. To strengthen metallic and non-metallic composition materials and combinations thereof Discloses a method for seri, in which a material having a density lower than a predetermined density is used. A certain amount of such material - envelops the bone in a pressure transmitting medium and By applying external pressure to the and by being able to flow, at least until just before the predetermined densification. a given density of the encapsulated material due to the hydrostatic pressure exerted by the medium. cause densification. This invention provides fluid flow in response to collapse of the skeletal structure at a predetermined force. For the formation of a composite of skeletal structure fragments dispersed in the mobilization means and for the given density of the shaped body. In order to make the composite completely dense, incompressible and fluid during densification, Pressure transmission in rigid, interconnected skeletal structures that can collapse in response to a given force. A flowing medium supported by and retained within the delivery medium and skeletal structure. It is characterized by the use of a fluidizing means that can.

プレス中の完全に緻密で非圧縮性の媒体による流体静力学的な緻密化を達成する だめには、プレスが媒体の可塑的流動を生じさせるために十分な力を提供しなけ ればならないということが記されている。媒体がきわめて流動性又は粘頬になる だめに十分な温度に媒体を加熱することが望ましい。しかしながら、媒体は、そ の外形を変化することなくプレス中に配置するために取扱うことができるように 、加熱中及び加熱後にその外形を維持しなければならない。骨格構造は最低の力 でつぶれ又は圧搾されて流動化材料中に分散し次いでそれが可塑的流動への比較 的小さな抵抗を提供し、それによって流体静力学的に粉末を押し固める。かくし て、骨格構造がつぶれたときに、プレスによって加えられる圧力が流体静力学的 に粉末に伝達される。Achieving hydrostatic densification with a completely dense and incompressible medium during pressing The press must provide sufficient force to cause plastic flow of the media. It is written that it must be done. The medium becomes very fluid or sticky It is desirable to heat the medium to a temperature sufficient to prevent it from occurring. However, the medium so that it can be handled for placement in the press without changing its external shape. , must maintain its external shape during and after heating. Skeletal structure is the lowest force Compared to plastic flow, it is crushed or squeezed and dispersed into a fluidized material, which provides a small amount of resistance, thereby compacting the powder hydrostatically. Hidden When the skeletal structure collapses, the pressure applied by the press becomes hydrostatic. is transferred to the powder.

一般に炭化タングステン及びコバルトから製造したもののような、複合セラミッ クスは、たとえば炭化タングステンのような耐火材料と、たとえばコバルトのよ うな、金属を、その金属が液状となる条件下に、接触させることによって製造さ れる。そのような条件下に、耐火材料は部分的に金属中に溶解し、その後に金属 が冷却するにつれて金属から沈殿する。この製造方法は液−固プロセスを包含臥 このプロセス中で金属は湿潤剤としての役目を果し且つ耐火材料は沈殿中に顕著 な凝集を起す。Composite ceramics, such as those typically made from tungsten carbide and cobalt, It is made of refractory materials such as tungsten carbide and cobalt. It is produced by bringing metals into contact under conditions where the metals become liquid. It will be done. Under such conditions, the refractory material partially dissolves into the metal and subsequently precipitates from the metal as it cools. This manufacturing method includes a liquid-solid process. During this process the metal acts as a wetting agent and the refractory material is prominent during precipitation. causes agglomeration.

この凝集はきわめて脆い複合セラミックスの生成をもたらす。This agglomeration results in the formation of extremely brittle composite ceramics.

一般に、上記のような方法によって製造した複合セラミックスは、きわめて硬い が残念ながら著るしく脆い(すなわち靭性力よない)。このような脆性は、亀裂 の開始及び生長を生じやすく且つきわめて低い衝撃強さを有する組成物を与える 。硬度を犠牲にすることなく望ましい靭性を有してbる複合セラミックスが要望 されている。Generally, composite ceramics manufactured by the above method are extremely hard. Unfortunately, it is extremely brittle (i.e., has no toughness). Such brittleness causes cracks to provide a composition that is susceptible to initiation and growth and has very low impact strength. . Demand for composite ceramics with desirable toughness without sacrificing hardness has been done.

発明の要約 本発明は、酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物、硫化物及びそれらの混 合物から成るグループから選択した耐火材料及び耐火材料粒子の間の隙間を少な くとも部分的にふさぐために十分な量で存在する可塑的変形の可能な結合剤材料 の、類似の組成の他の複合材料が表わす靭性よりも約10%大き込靭性を有する 、稠密化した耐火物から成る高密度耐火物複合セラミックである。Summary of the invention The present invention relates to oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides and mixtures thereof. refractory material selected from the group consisting of compounds and reducing the gaps between the refractory material particles. a plastically deformable binder material present in sufficient quantity to partially occlude the spider; approximately 10% greater toughness than that exhibited by other composite materials of similar composition. , a high-density refractory composite ceramic consisting of densified refractories.

本発明の別の局面は: (al 酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合 物から成るグループから選択した耐火材料の少なくとも1つの相; (bl 可塑的変形が可能な結合剤材料の少なくとも1つの相;及び(c) 結 合剤材料の原子が耐火材料の格子上に置換せしめである少なくとも1つの相: から成り、その中で結合剤材料及び成e(c)は耐火材料粒子の間の隙間を少な くとも部分的にふさぐだめに十分な量で存在している高密度複合セラミックであ る。Another aspect of the invention is: (al oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides and mixtures thereof at least one phase of a refractory material selected from the group consisting of; (bl) at least one phase of binder material capable of plastic deformation; and (c) At least one phase in which atoms of the mixture material are substituted on the lattice of the refractory material: consisting of a binder material and a component e(c) which reduces the gaps between the refractory material particles. It is a high-density composite ceramic present in sufficient quantity to at least partially block the reservoir. Ru.

本発明の他の局面は、酸化物、窒化物、ホウ化物、珪化物及び硫化物から成るグ ループから選択した耐火材料及び、耐火材料粒子の粒子間の隙間を少なくとも部 分的にふさぐために十分な量で存在する、可塑的変形の可能な結合剤材料を、結 合材料の液相線温度未満の温度におりて;約10.0OOpsi (ボンド/平 方インチ)(6,89X 10”MPa )と耐火物体の破断点の間の圧力下に 、複合セラミックがその理論密度の85%の密度に達するために十分な時間と焼 結が生じるために十分な時間未満の時間の間の時間にわだって、理論密度の85 %またはそれ以上の密度及び類似の組成の他の複合セラミックが表わす靭性より も10%大きい靭性を有する高密度耐火物体を与えるような条件下に、接触させ ることから成る該高密度耐火物体複合セラミックの製造方法である。Another aspect of the invention is a group consisting of oxides, nitrides, borides, silicides and sulfides. refractory material selected from the loop and at least part of the interparticle gaps of the refractory material particles. A plastically deformable binder material present in sufficient quantity to partially block the At a temperature below the liquidus temperature of the composite material; approximately 10.0OOpsi (bond/flat) (6,89 x 10” MPa) and the breaking point of the refractory , sufficient time and baking time for the composite ceramic to reach a density of 85% of its theoretical density. 85 of the theoretical density for a period of time less than sufficient for the formation of % or higher than that exhibited by other composite ceramics of similar composition and density. contact under conditions that give a dense refractory body with 10% greater toughness. A method for manufacturing the high-density refractory composite ceramic comprising:

本発明の高密度複合セラミックは、硬度を犠牲にすることなしに類似の組成及び 形状を有する他の複合セラミックスよりも大きな靭性を表わす。その上、本発明 の方法は、従来の公知の方法よりも苛酷でない条件下によυ短かい時間で達成さ れる。The high-density composite ceramic of the present invention has similar composition and Exhibits greater toughness than other composite ceramics with geometries. Moreover, the present invention This method is achieved in less harsh conditions and in less time than previously known methods. It will be done.

本発明は一般的に、結合剤材料と結合した耐火セラミック材料である、改良され た靭性を有する、高密度耐火物体複合セラミックに関するものである。本発明の セラミック組成物の一成分は耐火セラミック材料である。一般に、耐火性を有す る任意のセラミック材料が本発明において有用である。好適な耐火セラミック材 料は耐火性酸化物、耐火性炭化物、耐火性窒化物、耐火性珪化物、耐火性ホウ化 物、耐火性硫化物及びそれらの混合物を包含する。一層好適な耐火セラミック材 料は耐火性アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、ジルコン、ドリア、 ベリリア、ウラニア、スピネル、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタン 、炭化ニオブ、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、炭化珪素、炭 化ニオブホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニア、窒化タンタ ル、窒化ハフニウム、窒化ニオブ、窒化ホウ素、窒化珪素、ホウ化チタン、ホウ 化クロム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タンタル、ホウ化モリブデン、ホウ化タ ングステン、硫化セリウム、硫化モリブテン、硫化カドミウム、硫化亜鉛、硫化 チタン、硫化マグネシウム、硫化ジルコニウム又はそれらの混合物を包含する。The invention generally relates to an improved refractory ceramic material combined with a binder material. The present invention relates to a high-density refractory composite ceramic having superior toughness. of the present invention One component of the ceramic composition is a refractory ceramic material. generally fire resistant Any ceramic material is useful in the present invention. Suitable refractory ceramic material Materials include refractory oxides, refractory carbides, refractory nitrides, refractory silicides, and refractory borides. refractory sulfides and mixtures thereof. More suitable fire-resistant ceramic material Materials include refractory alumina, zirconia, magnesia, mullite, zircon, doria, beryllia, urania, spinel, tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide , niobium carbide, zirconium carbide, boron carbide, hafnium carbide, silicon carbide, carbon Niobium boron oxide, aluminum nitride, titanium nitride, zirconia nitride, tanta nitride hafnium nitride, niobium nitride, boron nitride, silicon nitride, titanium boride, boron Chromium chloride, zirconium boride, tantalum boride, molybdenum boride, tantalum boride ungsten, cerium sulfide, molybdenum sulfide, cadmium sulfide, zinc sulfide, sulfide Includes titanium, magnesium sulfide, zirconium sulfide or mixtures thereof.

さらに一層好適な耐火セラミック材料は炭化タングステン、炭化ニオブ、炭化チ タン、炭化ホウ素、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、ホウ化チタ ン、又はそれらの混合物を包含する。より一層好適なセラミック材料は炭化タン グステン、炭化ニオブ及び炭化チタンである。もつとも好適な耐火セラミック材 料は炭化タングステンである。Even more suitable refractory ceramic materials include tungsten carbide, niobium carbide, and china carbide. Tan, boron carbide, alumina, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, titanium boride or mixtures thereof. An even more suitable ceramic material is tan carbide. Gusten, niobium carbide and titanium carbide. The most suitable fire-resistant ceramic material The material is tungsten carbide.

一般に、本発明において有用な結合剤材料は、可塑的変形が可能である任意の金 属、メタロイド、合金又は合金となる元素と定義することができる。好適な結合 剤材料は、コバルト、ニッケル、鉄、タングステン、モリブテン、タンタ%y’ 7−o気=オブ、ホウ素、ジルコニウム、バナジウム、珪素、パラジウム、ハフ ニウム、アルミニウム、銅、それらの合金又はそれらの混合物を包含する。一層 好適な結合剤材料はコバルト、ニッケル、チタン、クロム、ニオブ、ホウ素、パ ラジウム、ハフニウム、珪素、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、バナジウ ム、アルミニウム、銅、それらの合金又はそれらの混合物である。より一層好適 な結合剤材料はコバルト、クロム、ニッケル、チタン、ニオブ、パラジウム、ハ フニウム、タンタル、アルミニウム、鋼、又はそれらの混合物を包含する。さら に一層好適な結合剤材料はコバルト、ニオブ、チタン又はそれらの混合物を包含 する。もつとも好適な結合剤材料はコバルトである。Generally, the binder material useful in the present invention is any metal that is capable of plastic deformation. It can be defined as a genus, a metalloid, an alloy, or an element that forms an alloy. suitable bond Agent materials include cobalt, nickel, iron, tungsten, molybdenum, and tanta%y' 7-o gas=obium, boron, zirconium, vanadium, silicon, palladium, haf aluminum, copper, alloys thereof or mixtures thereof. even more Suitable binder materials include cobalt, nickel, titanium, chromium, niobium, boron, and Radium, hafnium, silicon, tantalum, molybdenum, zirconium, vanadium aluminum, copper, alloys thereof, or mixtures thereof. even more suitable Typical binder materials include cobalt, chromium, nickel, titanium, niobium, palladium, and Fungium, tantalum, aluminum, steel, or mixtures thereof. Sara More suitable binder materials include cobalt, niobium, titanium or mixtures thereof. do. The most preferred binder material is cobalt.

一般に1結合剤材料は耐火セラミック材料の粒子間の隙間を少なくとも部分的に ふさぐために十分な量で存在せしめる。結合剤材料は耐火セラミック材料の粒子 間の隙間を満たすために十分な量で存在することが好ましい。複合セラミックス の耐火物体は容量で約0.5乃至約50%の結合剤材料と容量で約50乃至約9 9.5%の耐火セラミック材料から成っていることが好ましい。本発明の複合セ ラミックの耐火物体は容量で約0.5乃至約30%の結合剤材料と容量で約70 %乃至約99.5%の耐火セラミック材料から成ることが一層好ましい。複合セ ラミックの耐火物体は容素で約6乃至約20%の結合剤材料と容量で約80乃至 約94%の耐火セラミック材料から成ることがさらに一層好ましい。Generally, a binder material at least partially fills the interstices between the particles of the refractory ceramic material. be present in sufficient quantity to obstruct. The binder material is particles of refractory ceramic material Preferably, it is present in sufficient amount to fill the gaps between. composite ceramics The refractory body contains about 0.5% to about 50% binder material by volume and about 50% to about 9% by volume binder material. Preferably, it is comprised of 9.5% refractory ceramic material. The composite cell of the present invention Lamic refractories contain about 0.5% to about 30% binder material by volume and about 70% by volume % to about 99.5% refractory ceramic material. compound cell Lamic refractories have a binder material of about 6% to about 20% by volume and about 80% by volume. Even more preferably, it is comprised of about 94% refractory ceramic material.

好適な耐火物体複合セラミックにおいては、耐火セラミック材料は少なくとも約 85%の単一の耐火セラミック化合物を包含する。もつとも好適な具体例におい ては、耐火セラミック材料は、少なくとも約90%の単一の耐火セラミック材料 を包含している。In preferred refractory body composite ceramics, the refractory ceramic material is at least about Contains 85% single refractory ceramic compound. Most suitable specific example odor The refractory ceramic material is at least about 90% of a single refractory ceramic material. It includes.

本発明はさらに少なくとも以下の3相から成る新規複合セラミック組成物に関す るものである: (al 酸化物、炭化物、珪化物、ホウ化物、窒化物及び硫化物から成るグルー プから選択した耐火材料の少なくとも1つの相;(b) 先に定義したもののよ うな結合剤材料の少なくとも1つの相:及び (cl 式Xa−bYbzoに相当する化合物から成る少なくとも1つの相、式 中で Xは酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物及び硫化物から成るグループか ら選択した耐火材料から由来する金属であり:Yけ可塑的変形の可能な結合剤材 料であり;2け炭素、酸素、窒素、珪素、ホウ素又は硫黄であり:aは約1乃至 約4の整数であ抄: bは約0.001乃至約0.2の実数であり:且つCは約1乃至4の整数である 。The present invention further relates to a novel composite ceramic composition comprising at least the following three phases: It is: (al Glue consisting of oxides, carbides, silicides, borides, nitrides and sulfides) (b) at least one phase of a refractory material selected from at least one phase of a binder material such as: and (cl At least one phase consisting of a compound corresponding to the formula Xa-bYbzo, the formula Inside Is X a group consisting of oxides, carbides, nitrides, silicides, borides and sulfides? It is a metal derived from a refractory material selected from: a binder material capable of plastic deformation. carbon, oxygen, nitrogen, silicon, boron, or sulfur; a is about 1 to Extract with an integer of about 4: b is a real number from about 0.001 to about 0.2; and C is an integer from about 1 to 4. .

上記のような3相コバルトタングステン炭化物複合セラミック組成物について観 察を行ない且つここに定義するような他の材料から成る3相以上の相の複合セラ ミックスもまた存在しうろことが認められている。A review of the three-phase cobalt-tungsten carbide composite ceramic composition described above. Composite ceramics of three or more phases consisting of other materials as defined herein. It is acknowledged that mixes also exist.

(al相は結合剤材料原子が耐火材料の格子上に置換させである相であると思わ れる。さらに本発明のセラミック複合物においては、これらの化合物は耐火セラ ミック材料粒子の間の隙間中の結合剤材料相と耐火セラミック材料粒子の間に認 められるものと考えられる。このような相の存在は、本発明のセラミック複合物 の著るしく向上した靭性に対する原因となるものと思われる。上式中で、bは約 o、ooi乃至約0.1であることが好ましい。この3相セラミック複合体は容 量で約50乃至約99%の耐火セラミック材料;容量で約1乃至約50%の結合 剤材料、及び容量で約0乃至約0.2%の式Xa−bYbz。(ここでx、 y 、 z、 a、 b及びCは前記のとおりである)K相当する化合物から成るこ とが好ましい。本発明の複合セラミックは容量で約70乃至約98%の耐火セラ ミック材料;容量で約2乃至約30%の結合剤材料;及び容量で約0乃至約0. 2%の式Xa−bYbzoに相当する化合物から成ることが一層好ましい。複合 セラミックは容量で約80乃至約94%の耐火セラミック材料;容量で約2乃至 約3ONの結合剤材料;及び容量で約0.001乃至約0.1%の式Xa−bY bzoK相当する化合物から成ることがもつとも好ましい。Xはアルミニウム、 ジルコニウム、マグネシウム、トリウム、ベリリウム、ウラン、タングステン、 タンタル、チタン、ニオブ、ホウ素、ハフニウム、珪素、クロム、モリブデン、 セリウム、カドミウム又は亜鉛であることが好ましい。Xはタングステン、ニオ ブ、チタン、珪素、タンタル、ホウ素又はアルミニウムであることが一層好まし い。Xはタングステン、ニオブ又はチタンであることがさらに一層好ましい。(Al phase is considered to be a phase in which the binder material atoms are substituted on the lattice of the refractory material.) It will be done. Furthermore, in the ceramic composite of the present invention, these compounds are The bond between the binder material phase and the refractory ceramic material particles in the interstices between the ceramic material particles. It is thought that this is possible. The presence of such a phase indicates that the ceramic composite of the present invention This is thought to be responsible for the markedly improved toughness of . In the above formula, b is approximately o, ooi to about 0.1 is preferred. This three-phase ceramic composite is about 50 to about 99% refractory ceramic material by volume; about 1 to about 50% bond by volume and about 0 to about 0.2% by volume of Formula Xa-bYbz. (Here x, y , z, a, b and C are as above) is preferable. The composite ceramic of the present invention has a capacity of about 70% to about 98% refractory ceramic. about 2% to about 30% by volume binder material; and about 0% to about 0.0% by volume binder material; More preferably it consists of 2% of a compound corresponding to formula Xa-bYbzo. composite Ceramic is about 80% to about 94% refractory ceramic material by volume; about 2% to about 94% by volume about 3ON of the binder material; and about 0.001 to about 0.1% by volume of the formula Xa-bY It is also preferable to consist of a compound corresponding to bzoK. X is aluminum, Zirconium, magnesium, thorium, beryllium, uranium, tungsten, Tantalum, titanium, niobium, boron, hafnium, silicon, chromium, molybdenum, Preferably it is cerium, cadmium or zinc. X is tungsten, niobium More preferably, it is aluminum, titanium, silicon, tantalum, boron or aluminum. stomach. Even more preferably, X is tungsten, niobium or titanium.

Xはタングステンであることがもつとも好ましい。Yはコバルト、ニッケル、鉄 、タングステン、モリブデン、タンタル、チタン、クロム、ニオブ、ジルコニウ ム、ホウ素、バナジウム、珪素又はノくラジウムであることが好ましい。Yはコ バルト、ニッケル、チタン、クロム、ニオブ、パラジウム、ホウ素、珪素、タン タル、モリブデン、ジルコニウム又はバナジウムであることが一層好ましい。Y はコバルト、クロム、ニオブ、ニッケル、チタン、パラジウム又はタンタルであ ることがさらに一層好ましい。Yはコバルト、ニオブ又はタンタルであることが より一層好ましく、コバルトであることがもつとも好ましい。2は炭素、窒素、 ホウ素又は酸素であることが好ましい。2は窒素、炭素又は酸素であることが一 層好ましく、炭素であることがもつとも好ましい。It is also preferred that X is tungsten. Y is cobalt, nickel, iron , tungsten, molybdenum, tantalum, titanium, chromium, niobium, zirconium Preferred are aluminum, boron, vanadium, silicon or radium. Y is Ko Balt, nickel, titanium, chromium, niobium, palladium, boron, silicon, tan More preferably, it is metal, molybdenum, zirconium or vanadium. Y is cobalt, chromium, niobium, nickel, titanium, palladium or tantalum. Even more preferably. Y can be cobalt, niobium or tantalum Even more preferred is cobalt. 2 is carbon, nitrogen, Preferably it is boron or oxygen. 2 may be nitrogen, carbon or oxygen. Carbon is particularly preferred.

靭性は、本発明においては標準試料の破断に際して吸収されるエネルギーと定義 する。本発明において用いる場合の靭性は、マーリンにより”材料の強度”、1 6頁中で用いられるものと実質的に同一である靭性指数によって定量化すること ができるが、該靭性指数は、はぼ直線的な応力−ひすみ挙動(すなわち、弾性的 応答)に対しては、応力−ひずみ曲線下の面積と等しく、下式によってめること ができる:原点を通る応力−ひすみ(直線)関係の弾性率(すなわち頌f+)は 、縦軸を横軸で除した値に等しいから、靭性指数は、弾性領域においては、(破 断までの応力)2 2・弾性率 に等しい。応力対破断関係の代りとして、標準化され且つ便宜的な、横方向の破 壊強さ値を用いること本できる。In the present invention, toughness is defined as the energy absorbed when a standard sample breaks. do. Toughness when used in the present invention is defined as "material strength" by Marlin, 1 be quantified by a toughness index that is substantially the same as that used on page 6. However, the toughness index depends on the nearly linear stress-strain behavior (i.e., elastic response) is equal to the area under the stress-strain curve and can be determined by the following formula: can be done: The elastic modulus of the stress-strain (straight line) relationship passing through the origin (i.e. f+) is , is equal to the value obtained by dividing the vertical axis by the horizontal axis, so the toughness index is (fracture) in the elastic region. stress up to break) 2 2.Modulus of elasticity be equivalent to. As an alternative to the stress versus fracture relationship, a standardized and convenient transverse fracture You can use the breaking strength value.

大きな靭性を示すことに加えて、本発明の複合セラミックは一般に、類似の組成 及び形状を有する他の複合セラミックと比較して、少なくとも等しい硬度を示す 。本発明におりて興味のある大部分の材料は高硬度(及び通常は相応して限定さ れた伸度)を要する用途に対するものであるから、硬度と靭性指数の乗積を長所 の指標として用することができる。In addition to exhibiting great toughness, the composite ceramics of the present invention generally have similar compositions. exhibits at least equal hardness compared to other composite ceramics with and shapes . Most materials of interest in the present invention have high hardness (and usually correspondingly limited The product of hardness and toughness index is an advantage. It can be used as an indicator.

本発明の複合セラミックは一般に類似の組成及び形状を有する他の複合セラミッ クよりも大き々硬度−靭性實を表わす。すなわち、硬度を犠牲にすることなしに 、より大きな靭性を表わす。The composite ceramic of the present invention is generally compatible with other composite ceramics having similar composition and shape. It represents the hardness-toughness fact to a greater extent than the hardness. i.e. without sacrificing hardness. , exhibiting greater toughness.

本発明の複合セラミックは好ましくは約10ミクロン以下、一層好ましくは約5 ミクロン以下:さらに一層好ましくは約2ミクロン以下、もつとも好ましくは約 1ミクロン以下の平均の石目の大きさを有している。The composite ceramic of the present invention preferably has a diameter of about 10 microns or less, more preferably about 5 microns or less. Micron or less: even more preferably about 2 microns or less, even more preferably about 2 microns or less It has an average grain size of 1 micron or less.

粒子の外形は部分的に本発明の複合セラミックの向上した性質に対して寄与して いるものと思われる。比較的小さい円形又は長円形の粒子が向上した性質をもた らすものと思われる。The particle geometry partially contributes to the improved properties of the composite ceramic of the present invention. It seems that there are. Relatively small round or oblong particles have improved properties. It seems that it is caused by

結合剤材料と結合した耐火セラミック材料から成る複合セラミックの高密度耐火 物体は、実質的に固相プロセスにおいて製造される。固相プロセスとは、本明細 書中では、結合剤材料と耐火セラミック材料を固体状態にある間に結合させる手 順をいう。本発明の複合セラミック中の第三の相又は他の付加的な相の形成は、 このような複合セラミックの製造の間に生じる固相プロセスの証拠であると思わ れる。一般に、結合剤材料と耐火セラミック材料は、粉末状態において、圧力伝 達媒体として機能することができる容器中で、セラミック材料と結合剤材料が可 塑的変形の可能な結合剤材料によって結合させた複合セラミックを形成するため に十分に高い温度において、接触させる。通常は、接触すべき粉末でこのような 容器を満た狐吸引して容器中に含まれるすべての気体を除去したのち、密封する 。別法として、結合剤材料と耐火セラミック材料を冷圧組手@によって成形体に 予備成形してもよいが、この場合に1このように成形した材料は未だ完全には緻 密化していない。一般に、金属粉末とセラミック粉末は、好ましくは約10ミク ロン以下、一層好ましくは約5ミクロン以下、さらに一層好ましくは約2ミクロ ン以下、もつ・とも好ましくは約1ミクロン以下の粒径を有している。好適な粒 径の記述は、実質的に単一モード的々粒径分布に対して与える。この分野の専問 家は、主な割合を占める微粒子を、それよりもかなり小さい寸法の僅かな景の微 粒子と混合することKよって、与えられた程度の圧縮に対して比較的高す充填密 度を達成することができるということを認めるであろう。Composite ceramic high-density refractory consisting of a refractory ceramic material combined with a binder material The object is manufactured in a substantially solid state process. What is solid phase process? The book describes methods for bonding binder materials and refractory ceramic materials while in the solid state. Refers to order. The formation of a third phase or other additional phase in the composite ceramic of the present invention This appears to be evidence of solid phase processes occurring during the manufacture of such composite ceramics. It will be done. In general, binder materials and refractory ceramic materials, in their powder state, are The ceramic material and the binder material can be used in a container that can act as a delivery medium. To form a composite ceramic bonded by a binder material capable of plastic deformation at a sufficiently high temperature. This is usually the case with powders that come into contact. Fill the container and use vacuum suction to remove all gas contained in the container, then seal it. . Alternatively, the binder material and the refractory ceramic material can be formed into a compact by cold-pressing kumite. Preforming may also be used, but in this case 1 the material thus formed is not yet fully densified. It's not crowded. Generally, the metal and ceramic powders are preferably about 10 microns less than 2 microns, more preferably less than about 5 microns, even more preferably about 2 microns The particles preferably have a particle size of about 1 micron or less. suitable grain Size descriptions are given for substantially unimodal particle size distributions. specialized in this field The house accounts for the main proportion of fine particles, with a small proportion of the particles considerably smaller in size. By mixing K with particles, relatively high packing densities can be achieved for a given degree of compaction. You will recognize that it is possible to achieve a degree.

結合した複合セラミックとは、本明細書中では、結合剤粒子によって一体化を保 たれているセラミック複合体をいう。A bonded composite ceramic is herein defined as one whose integrity is maintained by binder particles. A ceramic composite that is sagging.

結合剤材料と耐火セラミック材料を結合させる条件は、著るしく向上した靭性を 有する耐火物体複合セラミックの製造において、重要なことである。望ましい3 つのパラメーターは、結合を進行させる温度、このような結合を達成するために 用いる圧力、及びこのような圧力を加えている時間である。さらに、圧力はアイ ソスタチック(isostatic)に加えることが望ましい。アイソスタチッ クな圧力とは本明細書中では、形状又は寸法にかかわりなく、稠密化すべき材料 の全部分に対して一様に圧力を加えることを意味する。完全には稠密化してない 材料へのアイソスタチックな圧力の結果として、すべての軸において同等の寸法 の低下が生じる。The conditions for bonding the binder material and the refractory ceramic material provide significantly improved toughness. This is important in the production of composite ceramics having a refractory body. Desirable 3 One parameter is the temperature at which the bonding proceeds, and the temperature to achieve such bonding. the pressure used and the time such pressure is applied. Furthermore, the pressure is It is desirable to add it isostatically. Isostatic In this specification, hard pressure refers to the material to be densified, regardless of its shape or dimensions. means applying pressure uniformly to all parts of the not fully densified Equal dimensions in all axes as a result of isostatic pressure on the material A decrease in

望ましい結果を占えるだめの特定の圧力、温度及び時間は、選択する特定の結合 剤材料と耐火セラミック材料に依存する。この分野の専問家は、本明細書の記載 に基すいて、特定の圧力、温度及び時間を選択することができよう。The specific pressure, temperature and time in the tank that will yield the desired result will depend on the specific combination selected. Depends on the agent material and refractory ceramic material. Experts in this field will appreciate the information provided in this specification. Specific pressures, temperatures and times could be selected based on the following.

本発明において有用な温度は、液相線温度未満であり、固相線温度未満であるこ とが好ましく、冷圧縮部分が加圧なしで8時間保持したときに理論密度の約99 %を達成する温度未満であることがもつとも好ましい。本発明の目的に対しては 、液相線温度とは、結合剤材料力;固体力λら液体の状態(すなわち完全に液体 )への相変化を受ける温度である。固相線温度は、圧力の適用なしく混合相系中 で可塑的変形が生じる(すなわち、最初に融解し始める)温度である。固相線温 度は可塑的変形カニ圧力の適用なしで生じる場合には超過しているものと推定さ れる。液相温度が未知の場合には、該温度はこの分野の専問家には公知の標準的 な方法によって算定することができる。出願人は結合材料が実質的に液体状態に ある温度における結合剤材料と耐火セラミック材料の稠密化は一般に、結合材料 が固体状態にある温度で形成させたものよりも遥かに低い靭性を有する耐化物体 を与えるということを見出している。温度は約100.000psi(6,89 xl O’MPa)の圧力〈おいて1時間以内に85%の理論密度を達成する温 度よりも高いことが好ましい。本発明において有用な温度は、広く、400〜2 900℃である。特定の結合材料に対して有用である温度は、その結合材料の性 質に依存するということを認識しなければならず、この分野の専問家は、提供さ れる機能上の記述に基づいて有用な温度を知ることができよう。一般に、好適な 温度は、結合材料の融解温度(℃)の約60%乃至約95%であることが好まし く且つ融解温度(℃)の約75%乃至約85Xであることが一層好ましい。一部 の好適結合剤材料及びそれらの結合剤材料を本発明において使用することができ る温度は、次のようなものである;コバルトに対しては約800〜1500℃、 より好ましくは約1000℃乃至約り350℃;ニッケルに対しては、約850 〜1455℃;クロムに対しては約720〜1865℃;クロム−ニッケル合金 に対しては、約700〜1345℃;ニオブに対しては約800〜2475℃; 珪素に対しては、約1275〜1415℃;ホウ素に対しては1800〜210 5℃;タンタル約1050〜2850℃;タンタル−ニオブ合金に対しては、約 900〜2550℃;コバルト−モリブデン合金に対しテi約I O15〜13 35℃;ニオブ−タンタル−チタン合金に対しては約400〜1650℃;及び バナジウムに対しては約700〜1855℃0 圧力はアイソスタチックに加えることが好ましい。圧力は複合セラミック中で永 久的な容積低下(すなわち稠密化)が生じるために十分な景で加える。圧力は約 10,0OOpsi(6,89X10’MPa)と耐火物体複合セラミックの破 断点の間であることが好ましい。該圧力は約50,000psi(3,45X1 0”MPa)と耐火物体複合セラミックの破断点の間であることが好ましく:約 70.OOOps i(4,82X 10’MPa)と該破断点の間であること が一層好ましく;且つ約100,0OOpsi(6,89x10″MPa)と該 破断点の間であることがもつとも好ましい。Temperatures useful in the present invention are below the liquidus temperature and below the solidus temperature. It is preferred that the cold-pressed portion has a theoretical density of about 99% when held for 8 hours without pressurization. % is also preferred. For the purpose of the present invention , the liquidus temperature is defined as the binder material force; the solid force λ and the liquid state (i.e. completely liquid ) is the temperature at which the phase change occurs. The solidus temperature is the temperature in a mixed phase system without the application of pressure. is the temperature at which plastic deformation occurs (i.e., it first begins to melt). solidus temperature The degree of plastic deformation is presumed to be exceeded if it occurs without the application of crab pressure. It will be done. If the liquidus temperature is unknown, it can be determined by standard methods known to those skilled in the art. It can be calculated using a suitable method. Applicant has determined that the bonding material is in a substantially liquid state. The densification of the binder material and the refractory ceramic material at a certain temperature generally A hardened object that has a toughness much lower than that formed at temperatures where it is in the solid state. We have found that it gives The temperature is approximately 100,000 psi (6,89 xl O'MPa) pressure to achieve 85% theoretical density within 1 hour. It is preferable that the temperature is higher than the degree. Temperatures useful in the present invention range broadly from 400 to 2 The temperature is 900°C. The temperature that is useful for a particular bonding material depends on the nature of that bonding material. It must be recognized that it depends on the quality, and experts in this field The useful temperature could be determined based on the functional description provided. Generally preferred Preferably, the temperature is about 60% to about 95% of the melting temperature (°C) of the bonding material. More preferably, the temperature is about 75% to about 85X of the melting temperature (° C.). part suitable binder materials and those binder materials that can be used in the present invention. The temperatures for cobalt are approximately 800-1500°C; More preferably from about 1000°C to about 350°C; for nickel, about 850°C ~1455°C; approximately 720-1865°C for chromium; chromium-nickel alloy about 700-1345°C for niobium; about 800-2475°C for niobium; About 1275-1415°C for silicon; 1800-210°C for boron 5°C; tantalum approximately 1050-2850°C; for tantalum-niobium alloys, approximately 900-2550°C; about 1 O15-13 for cobalt-molybdenum alloy 35°C; about 400-1650°C for niobium-tantalum-titanium alloys; and Approximately 700-1855℃0 for vanadium Preferably, the pressure is applied isostatically. Pressure is maintained permanently in the composite ceramic. Add at sufficient volume to cause permanent volume loss (i.e., densification). The pressure is approx. 10,0OOpsi (6,89X10’MPa) and fracture of refractory composite ceramic Preferably, it is between the breaking points. The pressure is approximately 50,000 psi (3,45 0”MPa) and the breaking point of the refractory composite ceramic: approximately 70. Be between OOOps i (4,82X 10'MPa) and the breaking point more preferably; and about 100,0OOpsi (6,89 x 10'' MPa). It is also preferred that it be between the breaking points.

圧力は、相混合物又は結合剤材料自体の液相線温度よゆも低い温度において、1 時間未満に少なくとも85%の密度まで、粉末複合体の冷成形体を稠密化するた めに十分でなければならない。圧力は上記の稠密化を1分未満で達成するために 十分なものであることが好ましく、10秒未満で達成するために十分なものであ ることが一層好ましい。約1.000psi/sec (6,89X10’MP a/5ee)よりも高い圧力上昇速度が好適であり、10,000 ps i/ sec を超える圧力増大速度が一層好適である。使用する圧力が高過ぎる場合 には、製造される耐火物体が破壊するおそれがあり、使用する圧力が低過ぎる場 合には、製造される耐火物体は所望の用途に対して低過ぎる緊度を有している。The pressure is 1 at temperatures below the liquidus temperature of the phase mixture or binder material itself. To densify a cold compact of powder composite to a density of at least 85% in less than an hour. It must be sufficient for The pressure is adjusted to achieve the above densification in less than 1 minute. preferably sufficient, and sufficient to be accomplished in less than 10 seconds. It is more preferable that Approximately 1.000psi/sec (6,89X10'MP A pressure rise rate higher than 10,000 ps i/5ee) is preferred; A pressure increase rate of greater than sec is more preferred. If the pressure used is too high If the pressure used is too low, there is a risk of destruction of the refractory material being manufactured. In some cases, the refractory objects produced have a tenacity that is too low for the desired use.

使用する時間は、耐火物体を所望の密度まで稠密化するために十分な時間とする 。耐火物体を望ましい圧力にさらす時間は、セラミック複合体がその理論密度の 85%に達するために十分な時間と材料が焼結を受けるまで稠密化するだめに十 分な時間の間である。約0.01秒乃至1時間の間の時間が一般に窒ましい稠密 化の達成のために適当である。望ましい稠密化の達成のために一層好適な時間は 1時間未満であり、10分未満がより一層好適であり、1分未満がさらに一層好 適であり、10秒未満がもつとも好適である。The time of use shall be sufficient to densify the refractory to the desired density. . The time the refractory object is exposed to the desired pressure is such that the ceramic composite reaches its theoretical density. Enough time to reach 85% and enough time for the material to undergo sintering. It is for a few minutes. The time period between about 0.01 seconds and 1 hour is generally oppressive and dense. It is suitable for achieving A more favorable time for achieving the desired densification is Less than 1 hour, even more preferably less than 10 minutes, even more preferably less than 1 minute. A time of less than 10 seconds is preferred.

本発明における適当な時間、温度及び圧力変数の選択を支配する実際的々考慮事 項が存在することを認識しなければならない。一般に、時間変数は、石目構造が 認められるような形状変化と粗大化を生じ始めるような高い温度範囲となること を避けるために、最低限(本死明の有用性の範囲内で)とするべきである。しか しながら、温度は装置に対する圧力必要条件を最低限とするために十分な程度に 高くなければならない。Practical considerations governing the selection of appropriate time, temperature and pressure variables in the present invention It must be recognized that the term exists. In general, the time variable is The temperature range is high enough to begin to cause noticeable shape changes and coarsening. should be kept to a minimum (within the usefulness of the present invention) in order to avoid this. deer while the temperature is high enough to minimize pressure requirements on the equipment. Must be high.

高圧と高温は共に流れを促進する。それ故、石目があまりに大きく生長すること は好ましくないという拘束のもとで、両方をできるだけ高くしなければならない 。この分野の専問家には、本発明の最大の有用性及びもつとも驚くべき結果の1 つは、複合セラミック組成物の費用を要する修飾にたよることなしに、すぐれた 靭性を有する複合セラミックを製造することができるということにあるという事 実にもかかわらず、石目生長禁止剤を本発明の実施の範囲の拡張のために使用す ることができるということは明白であろう。Both high pressure and high temperature promote flow. Therefore, the stones grow too large. Both must be made as high as possible, subject to the constraint that . For those skilled in the art, one of the greatest benefits and most surprising results of the present invention is The first is to provide excellent The reason is that it is possible to manufacture composite ceramics with toughness. Despite the fact that stone growth inhibitors may be used to extend the scope of practice of the present invention, It is obvious that it can be done.

アイソスタチックな圧力は、粉末状の結合剤材料とセラミック耐火材料に対して 、又は予備加圧した粉末状結合剤材料と耐火材料に対して、加えることができる 。そのようなアイソスタチック加圧のための方法は、この分野の専問家には公知 であり且つ前記のような時間、温度及び圧力の限定的なパラメーターの使用を可 能とする、すべてのそのような方法が有用である。Isostatic pressure is applied to powdered binder materials and ceramic refractory materials. , or can be added to pre-pressed powdered binder materials and refractory materials. . Methods for such isostatic pressurization are known to experts in this field. and allows the use of limited parameters of time, temperature and pressure as described above. All such methods are useful.

結合及び稠密化させるべき材料に対してアイソスタチックな圧力を伝達するため の好適な一方法は、ロズアスの米国特許第4.42&906号(関連する部分を 参考として本明細書中に編入する)中に記されている。To transmit isostatic pressure to the materials to be bonded and densified One preferred method is described in Roseas U.S. Pat. (incorporated herein by reference).

その中に記されている方法は、先ず、望ましい割合にある結合剤材料とセラミッ ク材料の粉末を、粉末の稠密化のために使用する温度と圧力におりて圧力伝達媒 体として挙動することができる容器中に入れることを包含する。すなわち、この 容器は高い温度において可撓性又は変形可能であるがしかし構造的な一体性を保 たねばならない。粉末状の結合剤材料と粉末状の耐火セラミック材料を容器中で 接触させる前に、容器を真空吸引獣次いで粉末を真空条件下に容器中に入れる。The method described therein first involves combining binder material and ceramic in the desired proportions. The powder of the bulk material is heated to the temperature and pressure used for densification of the powder to form a pressure transmission medium. This includes placing it in a container that can behave as a body. That is, this The container is flexible or deformable at elevated temperatures but retains structural integrity. I must stand. Powdered binder material and powdered refractory ceramic material in a container. Before contacting, the container is vacuumed and the powder is placed into the container under vacuum conditions.

比較的稠密性の低い粉末を含有するこの容器を、次いで注型金型中に入れ、その 中で圧力伝達媒体を容器の回シに注ぐことによって全容器及び稠密度の低い粉末 材料を包み込む。圧力伝達媒体を固化させることによってその外形を保持させ且 つ注凰金型から取り出す。圧力伝達媒体は、所定の力を加えるときにくずれる硬 い相互に結合した骨格構造を包含する。骨格構造は硬質であり且つその外形を維 持するが、比較的小さい所定の力において崩壊、破砕または分割することができ るセラミック様の材料から成るものとすることができる。骨格構造は、セラミッ ク材料が相互に結合して骨組み、格子又はマトリックスを形成しているものと定 義される。圧力伝達媒体はさらに、骨格構造により支持され且つその中に保持さ れている流体化手段すなわち流動化の可能な材料を包含することを特許とする。This container containing the relatively less dense powder is then placed into a casting mold and its The whole container and the less dense powder are removed by pouring the pressure transmitting medium into the container conduit. Wrap the material. By solidifying the pressure transmission medium, it retains its external shape and Remove from the mold. A pressure transmission medium is a hard material that collapses when a given force is applied. It contains a skeletal structure that is interconnected. The skeletal structure is hard and maintains its external shape. but can collapse, shatter or split under a relatively small given force. The material may be made of a ceramic-like material. The skeleton structure is made of ceramic It is defined as a material that is bonded together to form a framework, lattice, or matrix. be justified. The pressure transmission medium is further supported by and retained within the skeletal structure. The patent covers the fluidizing means, i.e., the fluidizable material.

流体化材料は、特に、ガラス又はエラストマー材料とすることができる。The fluidizing material may in particular be a glass or an elastomeric material.

いいかえれば、ガラス粒子を骨格構造によって保持及び支持させるように骨格の 隙間すなわち空間中に配電する。好適な伝達媒体は、構造材料のスラリーを流体 化材料の粒子が分散させである湿潤流体すなわち活性化剤中に混合することによ って形成させることができる。包み込まれた完全に緻密ではない材料を、稠密化 前に、圧縮温度まで加熱する。これは包み囲んだ容器と粉末を炉中に入ぺそれを 所望の圧力すなわち力において圧縮が生じる温度に上げることによって行なうこ とができる。このような加熱の間に、骨格構造によって支持されたガラス又はそ の他の流体化材料は軟化して流動性となり且つ可塑的流れが可能となって、稠密 化のために粉末を加熱する圧縮温度において、骨格構造がなければ、その形態を 維持することができなくなる。加熱した圧力伝達媒体は、ポット型内に入れるこ とができるように、圧縮温度に加熱されたのちにその形態を失なうことなく取り 扱うことができる。容器及び比較的稠密でない粉本を包み込んでいる圧力伝達媒 体を次いで;圧力伝達媒体の上端から上方にのびている外壁を有するコツプ形の ポット型を有するもののような、プレス中に置く。そののちに、プレスのラムを 内壁とのぴったりした滑り係合において下方に動かして圧力媒体と係合させる。In other words, the structure of the skeleton is such that the glass particles are held and supported by the skeleton structure. Distributes electricity into gaps or spaces. A preferred transmission medium is a slurry of structural material The particles of the activating material are dispersed by mixing in a wetting fluid, i.e. an activating agent. It can be formed as follows. Densify encased materials that are not completely dense Before heating to compression temperature. This involves putting the wrapped container and the powder into the furnace. This is done by raising the temperature at which compression occurs at the desired pressure or force. I can do it. During such heating, the glass or its Other fluidizable materials soften and become fluid and allow plastic flow, resulting in dense At the compaction temperature at which the powder is heated for oxidation, its morphology is lost without the skeleton structure. become unable to maintain it. The heated pressure transmission medium can be placed inside the pot mold. After being heated to the compression temperature, it can be removed without losing its shape. can be handled. Pressure transmission medium enclosing the container and the relatively loose powder The body is then; a cup-shaped body with an outer wall extending upwardly from the upper end of the pressure transmission medium; Place in a press, such as one with a pot mold. After that, press the ram Move downward into tight sliding engagement with the inner wall to engage the pressure medium.

かくしてラムは力を外側の圧力伝達媒体の一部分に加えるが、その間ポット型は 圧力伝達媒体の残部を拘束し、それによって所望の外部圧力を圧力伝達媒体の全 外面に加えると、圧力伝達媒体は粉末を望ましい稠密度に稠密化するだめの流体 静力学的な圧力を付与するための流体として作用する。外部圧力を圧力伝達媒体 に対して加えるとき、骨格構造は破砕されて流体化手段内に分散するようになり 、かぐして加えた圧力は流体化手段によって直接に稠密化すべき粉末を含有する 容器に対して伝達される。The ram thus applies a force to a portion of the outer pressure transmission medium while the pot mold Constrains the remainder of the pressure transmission medium, thereby applying the desired external pressure to the entire pressure transmission medium. When applied to the external surface, the pressure transmitting medium is a fluid that densifies the powder to the desired consistency. Acts as a fluid to apply static pressure. Pressure transmission medium for external pressure When added to the fluid, the skeletal structure becomes fractured and dispersed within the fluidization means. , the pressure applied by smelting contains the powder to be directly densified by the fluidizing means. transmitted to the container.

然るのち、圧力伝達媒体内に包み込まれた稠密化材料を冷却すればよい。かくし て圧力伝達媒体は硬く且つこわれやすい棟瓦状となり、それは、たとえばハンマ ーなどによって打つことによって粉砕することにより、容器から取り出すことが できる。Thereafter, the densified material encapsulated within the pressure transmission medium may be cooled. Hidden In this case, the pressure transmission medium becomes a hard and fragile ridge-like structure, which can be used for example in a hammer It can be removed from the container by crushing it by hitting it with a can.

アイソスタチックな圧力を用いる粉末状結合剤材料と耐火セラミック材料の稠密 化のために有用な一好適容器は、ロズマスの米国特許再発行第31.355号( 関連する部分を参考のために本明細中に編入せしめる)によって開示されている 。この特許は実質的に完全に稠密であり且つ非圧縮性の材料から成る熱圧縮粉末 のだめの、その内で材料が加圧温度において可塑的流動することができる容器及 び、容器の壁が十分に厚いときは、容器材料は粉本に対して流体静力学的な圧力 を与えるための熱と圧力の適用において流体として作用するということを開示し ている0このような条件下に、容器の外面は製造せしめる所望の耐火物体の外形 に一致している必要はない。Densification of powdered binder materials and refractory ceramic materials using isostatic pressure One suitable container useful for (the relevant parts of which are hereby incorporated by reference) . This patent describes a heat compressed powder consisting of substantially completely dense and incompressible material. containers and containers within which materials can plastically flow at pressurized temperatures; When the walls of the container are sufficiently thick, the container material will exert hydrostatic pressure against the powder. Discloses that it acts as a fluid in the application of heat and pressure to give 0 Under these conditions, the outer surface of the container has the outer shape of the desired refractory object to be manufactured. does not need to match.

このような容器は、加圧温度ておいてその構造的一体性を維持するが可塑的流動 が可能な任意の材料から成ることができる。受容しうる材料の中には、低炭素鋼 、所望の性質を有するその他の金属、ガラス又はセラミックスが包含される。特 定の材料の選択は、特定の結合剤材料と耐火セラミック材料を稠密化させる温度 に依存する。−較に、容器の製作に使用する2片の材料を機械加工して、上方の 型部分と下方の型部分を有する型を製作する。次いで上方の型部分と下方の型部 分が予め定めた所望の輪郭を有するキャビティーを形成するように、それらのか み合う表面に沿って両者を結合する。キャビティーの寸法と形状は、製造すべき 部品の最終形態に応じて決定する。6上方と下方の型部分を組み合すせる前に、 一方の型部分中に穴をあけ、装入管を挿入する。装入管を取り付けたのち、両型 部分をつがい合う関係において相互に溶接する。溶接の間には、真空吸引を可能 とする密封を確実に与えることができるように注意しなければならない。そのの ちに、容器を吸引し且つ装入管を通じて稠密化すべき粉末を装入する。次いで装 入管を締め付けて閉じ且つ溶接することによって密封する。Such containers maintain their structural integrity at pressurized temperatures but are subject to plastic flow. It can be made of any material that can. Among the acceptable materials are low carbon steels. , other metals, glasses or ceramics with the desired properties. Special The selection of certain materials depends on the particular binder material and the temperature at which the refractory ceramic material is densified. Depends on. - In comparison, two pieces of material used to make the container were machined to A mold having a mold part and a lower mold part is manufactured. Next, the upper mold part and the lower mold part of them so that they form a cavity with a predetermined desired contour. Join them together along their mating surfaces. The dimensions and shape of the cavity should be manufactured Determine depending on the final form of the part. 6 Before combining the upper and lower mold parts, Drill a hole in one mold part and insert the charging tube. After installing the charging tube, both types Welding the parts together in mating relationship. Allows vacuum suction during welding Care must be taken to ensure that a suitable seal is provided. That one Immediately, the container is aspirated and the powder to be densified is charged through the charging tube. Then the outfit The entry tube is clamped closed and sealed by welding.

そののちに、容器を、望ましい結合及び稠密化温度において、アイソスタチック な圧力にさらす。これは前記の方法によって行なうことができる。別法として、 装填し且つ密封した容器を、たとえばアルゴンガスオートクレーブのような、オ ートクレーブ中に入蜆結合及び稠密化のために望ましい温度と圧力にさらすこと もできる。オートクレーブ中の容器に対する圧力はアイソスタチックであり且つ 容器はその形態を維持することができ且つプラスチック類似の傾向を有している から、容器は稠密化させるべき粉末に対してアイソスタチックな圧力を及ぼす。The container is then isostatically placed at the desired bonding and densification temperature. expose to pressure. This can be done by the method described above. Alternatively, Place the loaded and sealed container in an autoclave, such as an argon gas autoclave. Exposure to desired temperatures and pressures for bonding and densification in an autoclave. You can also do it. The pressure on the container in the autoclave is isostatic and The container can maintain its shape and has plastic-like tendencies Therefore, the container exerts an isostatic pressure on the powder to be densified.

容器中のキャビティーの寸法は、その中の粉末が所望の密度に違するまで収縮す る。The dimensions of the cavity in the container are such that the powder within it shrinks to the desired density. Ru.

圧縮ののちに、容器をオートクレーブから取り出して冷却する。次いで硝酸溶液 中で酸洗いすることによって、稠密化した耐火材料から容器を取り去る。別法と して、機械加工によって又は大まかな機械加工とその後の酸洗いの組み合わせに よって、容器を取り去ることができる。After compression, the container is removed from the autoclave and allowed to cool. Then nitric acid solution The container is removed from the densified refractory material by pickling inside. With another method by machining or by a combination of rough machining and subsequent pickling. The container can then be removed.

別の一方法においては、稠密化した製品について望ましい性質に悪影響を及ぼす ことがない温度と時間の組合わせにおいて溶融する材料から、壁の厚す容器を製 作することができる。このような再生利用のできる容器材料は、リズンビーの米 国特許第4,341,557号(関連する部分を参考のために本明細書中に編入 せしめる)中に開示されている。本発明の実施においては、前記の米国特許再発 行31,355号に記すようにして容器を調製し且つこのような容器に対して前 記のようにしてアイソスタチックな圧力を加えることができる。粉末状の結合剤 材料と耐火セラミック材料を稠密化させたのちに、そのようにして製造した耐火 物体の性質に影響することなしに容器が融解する温度に対して容器を暴露する。In another method, it may adversely affect the desired properties of the densified product. Thick-walled containers are made from materials that melt under unusual temperature and time combinations. can be made. These recyclable packaging materials are used by Risunbee rice. National Patent No. 4,341,557 (the relevant portions are incorporated herein by reference) (disclosed in) In practicing the present invention, the above-mentioned U.S. patent reproduction Prepare a container as described in line 31,355 and pre-register for such container. Isostatic pressure can be applied as shown below. Powdered binder After densifying the material and the refractory ceramic material, the refractory thus produced Expose the container to a temperature at which it melts without affecting the properties of the object.

そののちに、耐火物体から融解し去った溶融材料または金属を、新しい容器の形 成のために再使用することができる。The molten material or metal that has melted away from the refractory is then transferred to the form of a new container. can be reused for construction.

バーバラスの米国特許第3.455,682号は、本質的に重量で約5乃至約4 ONのアルカリ及びアルカリ土類金属塩化物、フッ化物及び珪酸化物並びにそれ らの混合物から選択した第一の成分及び重量で約60%乃至約95%のシリカ、 アルミナ、ジルコニア、マグネシア、酸化カルシウム、スピネル、ムライト、無 水アルミノ珪酸塩及びそれらの混合物から選択した第二の成分から成る別の圧力 伝達媒体を開示している。この圧力伝達媒体は以下のようにして使用することが できる。その中で稠密化を行なうべき型すなわち組合わせキャビティーを、先ず 型の底におAて圧力伝達媒体の一部分を冷圧縮することにより稠密化すべき材料 の予備圧縮半製品をその上に置く基盤を与え、そののちに予備圧縮したビレット をその基盤上に置き且つさらに圧力伝達媒体でおおうことによって、装填するこ とが好ましい。次いで型を稠密化が行なわれるべき温度に加熱して、その内容物 をこの温度で平衡化させる。そののちに、稠密化のだめに望ましい圧力を、既に 可塑化している圧力伝達媒体に対して加える。圧力を除−たのちに、熱加圧装置 の加熱区域から迅速に型を取シ出して急速に冷却することによって、ビレット内 の石目の生長を最低限とすることが好ましい。圧縮体、すなわち、稠密化した耐 火物体を含有する融合した圧力伝達媒体を型から取り出し、融合圧力伝達媒の外 被を壊して圧縮された耐火物体を回収する。該プロセスの方法は硬質の熱プレス 型を用いて行なうことがもつとも便宜的であるけれども、この方法は、前記の混 合物の一つで囲まれている1つ以上のビレットを含有する密封した、変形できる 容器を高い温度とアイソスタチックな圧力にさらすことによって、行なうことも できる。Barbaras U.S. Pat. ON alkali and alkaline earth metal chlorides, fluorides and silicates; and about 60% to about 95% silica by weight; Alumina, zirconia, magnesia, calcium oxide, spinel, mullite, free Another pressure consisting of a second component selected from water aluminosilicates and mixtures thereof A transmission medium is disclosed. This pressure transmission medium can be used as follows: can. First, the mold in which densification is to be performed, that is, the combination cavity, is The material to be densified by cold compression of a portion of the pressure transmission medium at the bottom of the mold A The pre-compacted billet provides a base on which to place the pre-compacted semi-finished product and then pre-compacts the billet. by placing it on its base and further covering it with a pressure transmission medium. is preferable. The mold is then heated to a temperature at which densification is to take place and its contents are is equilibrated at this temperature. After that, the desired pressure to stop densification has already been applied. Add to the plasticized pressure transmission medium. After the pressure is removed, heat pressurization equipment is applied. inside the billet by quickly removing the mold from the heating area and cooling it rapidly. It is preferable to minimize the growth of stone grains. compacted body, i.e. densified The fused pressure transmission medium containing the flammable material is removed from the mold and the outside of the fused pressure transmission medium is removed. Break the cover and recover the compressed refractory material. The process method is hard heat press Although it is convenient to use a mold, this method sealed, deformable containing one or more billets surrounded by one of the compounds It can also be done by exposing the container to high temperature and isostatic pressure. can.

耐火セラミック材料と結合剤材料をアイソスタチック圧力にさらすだめのその他 の方法は、バーベルの米国特許再発行第28.3゛01号(関連する部分を参考 のためにここに編入せしめる);ロズマスの米国特許第4.142.888号( 関連する部分を参考のためにここに編入せしめる);ロズマスの米国特許第4, 255,103号(関連する部分を参考のためにここに編入せしめる);ボブロ フスキーの米国特許第3,230,286号(関連する部分を参考のためにここ に編入せしめる);スマイスらの米国特許第3,824.097号(関連する部 分を参考のためにここに編入せしめる);ロールシュの米国特許第4,023, 466号(関連する部分を参考のためにここに編入せしめる);カークツクトリ ックの米国特許第3゜650.646号(関連する部分を参考としてここに編入 せしめる);ノ)ンジオンの米国特許第3,841,870号(関連する部分を 参考としてここに編入せしめる);ランクらの米国特許第4,041,123号 (関連する部分を参考としてここに編入せしめる);ラーソンの米国特許第4, 077、109号(関連する部分全参考としてここに編入せしめる);アドラー ボーンの米国特許第4.081,272号(関連する部分を参考とじてここに編 入せしめる);及びアイザックソンらの米国特許第4,339,271号(関連 する部分を参考としてここに編入せしめる)中に記されている。Other applications for subjecting refractory ceramic materials and binder materials to isostatic pressure The method is described in U.S. Pat. (incorporated herein); Rosmus U.S. Pat. No. 4,142,888 ( (Relevant portions are incorporated herein by reference); Rozmus U.S. Patent No. 4, No. 255,103 (relevant portions are incorporated herein for reference); Bobro U.S. Pat. No. 3,230,286 to Ski (relevant portions are hereby incorporated by reference) No. 3,824,097 to Smythe et al. (incorporated herein by reference); Rorsch U.S. Pat. No. 4,023; No. 466 (relevant portions are incorporated here for reference); Kirktreet No. 3,650,646 (incorporated herein by reference with relevant portions) No. 3,841,870 (with relevant portions); (incorporated herein by reference); US Pat. No. 4,041,123 to Rank et al. (The relevant portions are incorporated herein by reference); Larson U.S. Patent No. 4, 077, No. 109 (all related parts are incorporated herein as reference); Adler No. 4,081,272 to Bourne, incorporated herein by reference with relevant portions. and Isaacson et al., U.S. Pat. No. 4,339,271 (related (The portions that follow are incorporated herein for reference).

実施に当っては、予備圧縮した結合材料と耐火セラミック材料は、結合材料と耐 火セラミック材料の粉末をプレス中に置いて、この材料を部分的に稠密化するこ とによって調製することづ:できる。生成する部分的に稠密化した材料はビレッ トと呼ぶことができる。このような圧縮は通常は室温において行なわれる。−具 体例においては、圧力を加えるために硬質の黒鉛型を用いることができる。適当 な圧力は一般に約200psi(1,38MPa)乃至約10,000psi( 6,89X10’MPa)である。別法として、結合剤材料と耐火セラミック材 料の粉末を粉末冶金プレス中の鋼又はタングステン型中で直接に加圧することも できる。さらく、粉末を薄壁のゴム型中に装入し5、その型を吸入し且つ密封し たのち、室温及び約1,000+)si(6,89X10’MPa)乃至約10 0,000psi(6,89X10”MPa)の圧力における液体媒体中でアイ ソスタチック圧力にさらすことができる。−好適具体例においては、部分的に稠 密化した結合剤材料と耐火セラミック材料は、約30X以上、一層好ましくは約 50乃至約85%、もつとも好ましくは約55乃至約65%の密度を有している 。In practice, the pre-compacted bonding material and refractory ceramic material are bonded and refractory. A powder of fire-ceramic material may be placed in a press to partially densify this material. It can be prepared by: The resulting partially densified material is a billet. It can be called ``to''. Such compression is normally performed at room temperature. -Ingredients In one example, a hard graphite mold can be used to apply pressure. suitable The pressure generally ranges from about 200 psi (1,38 MPa) to about 10,000 psi ( 6,89×10'MPa). Alternatively, binder materials and refractory ceramic materials The raw material powder can also be pressed directly into a steel or tungsten mold in a powder metallurgy press. can. Then, the powder is placed in a thin-walled rubber mold 5, and the mold is inhaled and sealed. Afterwards, at room temperature and about 1,000+) si (6,89X10'MPa) to about 10 Eyes in a liquid medium at a pressure of 0,000 psi Can be exposed to sostatic pressure. - In a preferred embodiment, partially concentrated The densified binder material and the refractory ceramic material are about 30X or greater, more preferably about having a density of 50 to about 85%, most preferably about 55 to about 65%. .

本発明の高密度耐火物体セラミック複合物は約85%以上、好ましくは約90X 以上、さらに好ましくは約95X以上、もつとも好ましくは約100%の密度を 有している。高密度とは、本明細書においては理論の約90X以上の密度を意味 する。これらの生成物は従来から公知の方法によって製造した耐火物体よりも小 さい粒径を有している。その上、本発明の耐火物体は従来の方法によって製造し た耐火物体のものよりも増大した分散を有している。本発明の驚くべき特色は、 完全な密度が存在していなくてさえ、高い靭性が達成されるということである。The dense refractory ceramic composite of the present invention is about 85% or more, preferably about 90X or more, more preferably about 95X or more, and most preferably about 100% density. have. High density, as used herein, means a density of approximately 90X or more of theory. do. These products are smaller than refractory objects produced by conventionally known methods. It has a small particle size. Moreover, the refractory objects of the present invention can be manufactured by conventional methods. It has an increased dispersion than that of a refractory body. A surprising feature of the invention is that This means that high toughness is achieved even when full density is not present.

この特色は密度が約85%まで低下するにつれて一層顕著となる。本発明の組成 物は僅かに低い密度においてすら、標準的な液相焼結方法によって製造した同一 の組成物と等しいか又はそれよりも高い靭性を表わす。耐火性材料の比較的僅か な凝集及び望まし込硬度においてより大きな靭性を有している生成物が存在する ものと思われる。This feature becomes more pronounced as the density decreases to about 85%. Composition of the invention Even at slightly lower densities, the same exhibits a toughness equal to or greater than that of the composition. Relatively little amount of fire-resistant material There are products that have greater toughness at higher agglomerations and desired hardnesses. It seems to be.

該複合セラミックスは類似の組成と形状を有する他の複合セラミックスよりも1 0%大きい靭性を有していることが好ましA。本発明による複合セラミックスは 15%大きい靭性を有してbることが一層好ましく、25%大さい靭性を有して いることがもつとも好ましい。靭性のこの増大は、類似の組成と形状を有する他 の複合セラミックスと比較して少なくとも等しい硬度を維持しながら、達成され る。加うるに、本発明の複合セラミックは一般に、はぼ同等の硬度の他の複合セ ラミックよりも高い横方向の破壊強さを有している。本発明の複合セラミックに 対する公知の用途は、たとえば切断工具及びドリルの刃のような望まし込硬度で 靭性を有している材料を必要とする用途を包含する。1 than other composite ceramics with similar composition and shape. It is preferable that A has 0% greater toughness. The composite ceramic according to the present invention is It is more preferred to have a toughness of 15% greater, and a toughness of 25% greater. It's always good to be there. This increase in toughness is similar to that of others with similar composition and shape. achieved while maintaining at least equal hardness compared to composite ceramics of Ru. In addition, the composite ceramic of the present invention is generally comparable to other composite ceramics of comparable hardness. It has higher lateral fracture strength than lamic. The composite ceramic of the present invention Known applications for the Includes applications requiring materials with toughness.

この分野の専問家には、固相で形成される生成物と相図が公知であり且つ入手す ることができる(たとえば、走査電子顕微鏡、光学顕微鏡又は分析用透過電子顕 微鏡によって観察することができる)液相形成合金組成物の間に画くことができ る、付加的なセラグラフ的(ceragra−phic)区別が存在することは 明白であろう。For those skilled in the art, the products formed in the solid phase and the phase diagram are known and available. (e.g. scanning electron microscope, optical microscope or analytical transmission electron microscope) A liquid phase can be formed between the alloy composition (which can be observed by microscopy) The existence of additional ceragra-phic distinctions It should be obvious.

本発明の複合セラミックの微細構造は、該複合セラミックが比較的小さい石目の 大きさ、よりよく分散した結合剤材料(たとえば、炭化タングステン−コバルト 複合セラミック中のコバルト)及びほとんど円形の石目形状又は外形を有するこ とを示す。複合セラミックスの特徴的な石目の粒径及び形態を分解するために必 要な分解能に依存して、光学顕微鏡測定、走査電子顕微鏡測定、レプリカ顕微鏡 測定及び分析用透過電子顕微境測定を用いる。石目粒子の倍率が既知であり且つ 十分な分解能が得られる限りでは、使用する顕微鏡測定方法に無関係に、実質的 に同様にして取得したデータの処理を行なうことができる。The microstructure of the composite ceramic of the present invention is such that the composite ceramic has relatively small grains. size, better dispersed binder materials (e.g. tungsten carbide-cobalt cobalt in composite ceramics) and having an almost circular grain shape or outline. and necessary to resolve the characteristic grain size and morphology of composite ceramics. Depending on the required resolution, optical microscopy, scanning electron microscopy, replica microscopy Transmission electron microscopy measurement is used for measurement and analysis. The magnification of the stone grain is known and Regardless of the microscopic measurement method used, as long as sufficient resolution is obtained, virtually no The acquired data can be processed in a similar manner.

本発明のセラミックスは一般に、はとんど円形又は長円形の石目(又はほとんど 円形の突起によって特徴的な石目クラスター)を有している。The ceramics of the present invention generally have mostly circular or oval grains (or mostly It has a characteristic stone grain cluster formed by circular protrusions.

他の複合セラミックスは一般に、よシ角張った形態(すなわちより多角的な形態 )を有する石目を示し且つ結合剤相は角形のポケットとして集まる傾向があり、 そこで2.3のこれらの角形の石目が相互に結合又は衝突している。Other composite ceramics generally have more angular morphologies (i.e., more polygonal morphologies). ) and the binder phase tends to collect as angular pockets; Therefore, 2.3 of these square grains are connected or collided with each other.

顕微鏡測定方法は一般に、試料の平板状切片の検査に依存する。本発明の複合セ ラミックは、おおよそ円形又は長円形であるように見えるのに対して、他の複合 セラミックは一般に、3〜8又はそれ以上の辺を有する不規則な形状の多角形と して表われる。Microscopic measurement methods generally rely on examination of flat sections of the sample. The composite cell of the present invention Lamic appears to be roughly circular or oval, whereas other composite Ceramics are generally shaped like irregularly shaped polygons with 3 to 8 or more sides. It appears as

本発明の複合セラミックは、好ましくは約10ミクロンまたはそれ以下、一層好 ましくは約5ミクロン又はそれ以下、さらに一層好ましくは約2ミクロンまたは それ以下、4つとも好ましくは約1ミクロン以下の平均石目粒径を有している。The composite ceramic of the present invention preferably has a diameter of about 10 microns or less. Preferably about 5 microns or less, even more preferably about 2 microns or less. Below that, all four preferably have an average grain size of about 1 micron or less.

加うるに、本発明の複合セラミックは、より良く分散した結合剤材料を有して込 る。微細構造図上に直線を引くときには、該線は、より細かb石目の材料中和お いてより頻繁に石目境界(耐火材料の)を横切る。In addition, the composite ceramic of the present invention has a better dispersed binder material. Ru. When drawing a straight line on a microstructure diagram, the line is a and more often cross grain boundaries (of refractory materials).

その上、図中で結合剤粒子のより良い分散が存在するときは、直線は、より良く 分散した結合材粒子を有する材料におりてよし頻繁に結合剤粒子を横切る。一連 の平行な直線が横切る結合剤粒子の平均数(すなわち、結合剤分布)は類似の組 成の他の複合セラミックスと比較して、本発明の複合セラミックスに対するほう が大きい。本発明の複合セラミックに対する結合剤分布の増大百分率は、類似の 組成の他の複合セラミックよりも約10X大きいことが好ましい。結合剤の分布 は類似の組成の他の複合セラミックよりも約50%大きいことが一層好ましく、 約lOO%大き層ことがもつとも好ましい。本発明の複合セラミックは、比較的 高込王力、比較的高い圧力上昇速度(すなわち、短か込時間)及び比較的低い温 度を包含する処理条件のために、より大きな結合剤分布を有している。像上の線 の長さを倍率で割ることによって、観測した線の長さをその絶体値に変換するな らば、異なる倍率の像を用いることができる。Moreover, when there is a better dispersion of binder particles in the diagram, the straight line is better In a material with dispersed binder particles, the binder particles are frequently traversed. series The average number of binder particles (i.e., binder distribution) crossed by parallel straight lines of Compared to other composite ceramics made of is large. The percentage increase in binder distribution for the composite ceramic of the present invention is similar to It is preferably about 10X larger than other composite ceramics of the composition. Binder distribution is more preferably about 50% greater than other composite ceramics of similar composition; It is also preferred that the layer be about 100% larger. The composite ceramic of the present invention is relatively High loading power, relatively high pressure rise rate (i.e. short loading time) and relatively low temperature Because of the processing conditions, which include a greater degree of binder distribution. line on image Convert the length of the observed line to its absolute value by dividing the length by the magnification factor. If so, images of different magnifications can be used.

本発明の複合セラミックの別の顕著な特色は、それらの低い円形度(ci rc ularity)値である。円形度は石目粒子の周囲の2乗をその面積で割った 値と定義することができる。石目粒子がより円形(すなわち、より円形に近い) であるほど、計算される円形度値は小さくなる。Another notable feature of the composite ceramics of the present invention is their low circularity (circ ularity) value. Circularity is calculated by dividing the square of the circumference of a stone grain by its area. It can be defined as a value. Grain grains are more circular (i.e. more circular) , the smaller the calculated circularity value.

円の寸法は、4πすなわち約IZ6に等しい最小の円形度値を与える。The dimensions of the circle give a minimum circularity value equal to 4π or about IZ6.

正八角形は約13.25の円形度値を有しているが、不規則な多角形は約20を 超える円形度値を方える。平均円形度は、g微鏡測定図中の石目粒子の代表的な 試料の円形度の平均をめることによって、計算される。A regular octagon has a circularity value of about 13.25, while an irregular polygon has a circularity value of about 20. Adjust the circularity value that exceeds. The average circularity is the typical degree of stone grain in the g-microscopic measurement diagram. It is calculated by taking the average circularity of the samples.

本発明の複合セラミックは、好ましくは約17未満、一層好ましくは約15.5 未満、さらに一層好オしくは約14未満、もっとも好ましくは約13.5未満の 平均円形度値を有してbる。Composite ceramics of the present invention preferably have less than about 17, more preferably about 15.5 even more preferably less than about 14, most preferably less than about 13.5 It has an average circularity value b.

比較として、類似の組成の他の複合セラミックに対する平均円形度値は約20よ りも大である。As a comparison, the average circularity value for other composite ceramics of similar composition is around 20. It's also huge.

本発明の方法は制御可能な靭性と硬度を有す複合セラミック材料の耐火物体の製 造を可能とする。The method of the present invention enables the production of refractory objects of composite ceramic materials with controllable toughness and hardness. construction.

一好適具体例においては、結合剤材料はコバルトであり、耐火セラミック材料は 炭化タングステンである。上記の複合セラミックは容量で約0.5乃至約50% のコバルトと容量で約50乃至約99.5%の炭化タングステンから成ることが 好ましい。該複合セラミックは容量で約0.5乃至約20%のコバルトと容量で 約80乃至約99.5Xの炭化タングステンから成ることが一層好ましく、該複 合セラミックは容量で約6%のコバルトと容量で約94%の炭化タングステンか ら成ることがもっとも好ましい。上記の炭化タングステン−コバルト複合セラミ ックスは類似の組成及び形状を有する他の炭化タングステン−コバルトセラミッ クスよりも大きい靭性を有している。本発明の炭化タングステン−コバルトセラ ミックスはIOX大きい靭性を有していることが一層好捷しく、15%大きい靭 性を有していることがより一層好ましく、約25%大きい靭性を有することがさ らに一層好ましく、約50%大きめ靭性を有することがもつとも好まし論。In one preferred embodiment, the binder material is cobalt and the refractory ceramic material is cobalt. It is tungsten carbide. The above composite ceramics have a capacity of about 0.5 to about 50%. of cobalt and about 50 to about 99.5% tungsten carbide by volume. preferable. The composite ceramic contains about 0.5% to about 20% cobalt by volume and about 20% cobalt by volume. More preferably, the compound is comprised of about 80 to about 99.5X tungsten carbide. The composite ceramic is approximately 6% cobalt and 94% tungsten carbide. Most preferably, it consists of: The above tungsten carbide-cobalt composite ceramic tungsten carbide-cobalt ceramics with similar composition and shape. It has greater toughness than wood. Tungsten carbide-cobalt ceramic of the present invention It is even better that the mix has IOX greater toughness, 15% greater toughness It is even more preferable to have a toughness that is about 25% greater. It is even more preferable to have about 50% greater toughness.

炭化タングステン−コバルト複合セラミックスの靭性は約λIMPaよりも太き bことが好ましく、約3MPa以上であることが一層好ましく、約4MPa以上 であることがもつとも好ましい。これらの複合セラミックスの硬度は約1100 VHN以上であることが好ましく、約1600 VHN以上であることが一層好 ましく:ある込は異なる硬度の尺度に対しては、該セラミック組成物は約80R c以上の硬度を示すことが好ましく、約95Rc以上の硬度を有することが一層 好ましい。コバルトと炭化タングステンから製造した耐火物体は約10ミクロン 以下、一層好ましくは約5ミクロン以下、さらに一層好ましくは約2ミクロン以 下、もつとも好ましくは1ミクロン以下の粒径を有することができる。The toughness of tungsten carbide-cobalt composite ceramics is greater than approximately λIMPa. b, preferably about 3 MPa or more, more preferably about 4 MPa or more It is also preferable that The hardness of these composite ceramics is approximately 1100 VHN or higher is preferred, and approximately 1600 VHN or higher is even more preferred. Precisely: For different hardness scales, the ceramic composition has a hardness of about 80R. It is preferable to have a hardness of about 95Rc or more, and even more preferably about 95Rc or more. preferable. Refractory objects made from cobalt and tungsten carbide are approximately 10 microns thick. or less, more preferably about 5 microns or less, still more preferably about 2 microns or less It may have a particle size of less than 1 micron, most preferably less than 1 micron.

以下の実施例は例証のためにのみ包含させるものであって、本発明又は特許請求 の範囲を限定するためのものではない。他のことわりがない限りは、部数及び百 分率は容量による。The following examples are included for illustrative purposes only and are intended to illustrate the present invention or claims. It is not intended to limit the scope of. Unless otherwise specified, number of copies and hundred The fraction depends on the volume.

実施例1 微細な炭化タングステン(23,5g、粒径0.5ミクロン未満)を計量して粉 末状のコバルト(1,5g)とまぜ合わせる。この組成は重量で94%(容量で 90X)の炭化タングステンと6%(容量で10%)のコバルトに相当する。両 粉末を8時間振動ミルにかけて炭化タングステンをコバルトで被覆する。約0. 5容量%(o、xz5g)のワックスを加えて冷成形体の形成を助ける。冷成形 体は、単軸ブレス又はシラスチック液体型を用いて約559(の密度のプリフォ ームを生じさせることによって、形成せしめる。使用する型圧力は約58.8  ks i (4X 10’MPa)である。プリフォームを約550’F(28 7℃)において脱蝋しさらに除去を完全とするため知真空脱蝋を施こす。プリフ ォームを約3=1のセラミックとガラスから成る流動体型中に入れて、できる限 り急速に約2250′F(1220℃)まで加熱する。炉をアルゴンでパージし ながら22506F(1220℃)に達するまでの時間は、約2時間である。Example 1 Weigh fine tungsten carbide (23.5 g, particle size less than 0.5 microns) and powder it. Mix with powdered cobalt (1.5 g). This composition is 94% by weight (by volume) 90X) of tungsten carbide and 6% (10% by volume) of cobalt. both The powder is vibrated milled for 8 hours to coat the tungsten carbide with cobalt. Approximately 0. 5% by volume (o, xz 5g) of wax is added to aid in the formation of the cold compact. cold forming The body can be preformed using a uniaxial press or a silastic liquid mold with a density of approximately 559. It is caused to form by causing a film to form. The mold pressure used is approximately 58.8 ks i (4X 10'MPa). Heat the preform to approximately 550'F (28 Dewaxing is carried out at 7°C) and then vacuum dewaxing is carried out to ensure complete removal. Purif Place the foam in a fluid mold made of approximately 3=1 ceramic and glass, and and rapidly heat to about 2250'F (1220C). Purge the furnace with argon However, it takes about 2 hours to reach 22506F (1220°C).

流体型中に含有される加熱試料を、その後にプレス中に置いて、緩慢な解放を伴 なって約120ksi(8,2X10”MPa)の圧力に約2秒間さらす。回収 する耐火物体は理論値の約loo%の密度を有している。The heated sample contained in the fluid mold is then placed in a press with slow release. and then exposed to a pressure of approximately 120 ksi (8.2 x 10" MPa) for approximately 2 seconds. Recovery. The refractory body has a density of about 10% of the theoretical value.

約3重量%のコバルト(5容量%)と約97重量%の炭化タングステン(95容 量%)の組成を周込て実施例1の方法を繰返す。流体型中に含有させたプリフォ ームを約2370OF(1240℃)に加熱したのちに、アイソスタチックな圧 力にさらす。回収した耐火物体は約99%(理論値に対して)の密度を有してい る。Approximately 3% by weight cobalt (5% by volume) and approximately 97% by weight tungsten carbide (95% by volume) The method of Example 1 is repeated including the composition of %). Pre-foam contained in fluid mold After heating the chamber to approximately 2370OF (1240℃), the isostatic pressure expose to force. The recovered refractory material has a density of approximately 99% (relative to the theoretical value). Ru.

実施例3〜9 実施例1と実質的に同様にして、約6重量%のコバルトと約94重量%の炭化タ ングステンのいくつかの混合物を調製する。これらの混合物をシラスチック流体 型中で約0.5容量%のワックスを使用して約41.2MPaの圧力下に冷圧縮 する。冷圧縮物を約290℃に加熱してワックスを除去する。棒状体の寸法は長 さ約0.563インチ(1,4α)、直径約0.75インチ(1,9cm)であ り、約36.67jpの重さを有してhる。Examples 3-9 Substantially similar to Example 1, about 6% by weight cobalt and about 94% by weight carbide Prepare several mixtures of ungsten. These mixtures are made into a silastic fluid Cold compression in a mold using approximately 0.5% by volume wax under a pressure of approximately 41.2 MPa. do. The cold press is heated to about 290°C to remove wax. The length of the rod is The length is approximately 0.563 inches (1,4α) and the diameter is approximately 0.75 inches (1,9 cm). It has a weight of about 36.67 jp.

そののちに冷圧縮体をガラス/セラミック圧力伝達媒体中に入れ、アルゴン雰囲 気中で所望の温度に加熱臥その温度で約5分間保つ。圧力伝達媒体中の冷圧縮体 を、2秒の人力による圧力の解放を伴なって、指示の滞留時間にわたりアイソス タチックに加圧する。その結果を第1表に示す。The cold compressed body is then placed in a glass/ceramic pressure transmission medium and placed in an argon atmosphere. Heat to desired temperature in air and keep at that temperature for about 5 minutes. Cold compressed body in pressure transmission medium isostatic for the indicated dwell time with a manual pressure release of 2 seconds. Pressure is applied. The results are shown in Table 1.

第1表 341.2 83.5 11002 225 B513.05441.2 83 .5 1100 ’4 186−−13.075 41.2 83.5 115 02 2238613.06641.2 B15 1220坏 11790 I 4.99741.2 83.5 12202 1459315.02841.2  B3.5 13002 2258715.00941.2 B3.5 130 02 2139515.03微細な炭化タングステン粉末(426B、、9)を 計量して、細かく粉砕したコバルト(272g)及び100011/のアセトン と一緒にした。この組成は重量で約94%の炭化タングステン(90容量X)と 重量て約6%のコバルト(10容量!X)である。このスラリーを、約1201 bs(55kl?)の直径3/16”(1,2cm)のWC磨砕媒体と共に、ユ ニオンプロセス社1−8型アトリションミルに入れる。粉末を250回転/分で 2時間摩損する。蒸発によってアセトンを除去し容量で約225%の微細なパラ フィンワックスを1000#l/のへブタンと共圧加えて、15分間摩損する。Table 1 341.2 83.5 11002 225 B513.05441.2 83 .. 5 1100'4 186--13.075 41.2 83.5 115 02 2238613.06641.2 B15 1220 11790 I 4.99741.2 83.5 12202 1459315.02841.2 B3.5 13002 2258715.00941.2 B3.5 130 02 2139515.03 Fine tungsten carbide powder (426B, 9) Weighed finely ground cobalt (272g) and 100011 parts of acetone. I did it with This composition is approximately 94% tungsten carbide (90 volume x) by weight. Approximately 6% cobalt by weight (10 volumes!X). Approximately 1,201 g of this slurry bs (55kl?) with 3/16” (1,2cm) diameter WC grinding media. Place in a Nion Process Model 1-8 attrition mill. powder at 250 rpm 2 hours of wear and tear. Acetone is removed by evaporation, resulting in approximately 225% fine parallax by volume. Copress the Finwax with 1000 #l/hebutane and abrade for 15 minutes.

生じるスラリーを蒸発乾固する。The resulting slurry is evaporated to dryness.

次いで粉末を一45メツシュのふるl、nKよってふるって、大きなかたまりを 除く。次いでトレクスローに9イソプレス袋に装填して、理論の約30%乃至約 40にの密度に達するまで振動させる。袋を吸引し、密封したのち、理論の約5 0%乃至約65%の未焼成密度となるまで、約30.000psi(20,6X 10’MPa)でアイソスタチックに加圧する。Next, sieve the powder through a 45-mesh sieve to remove any large clumps. except. The Trexlow is then loaded into 9 Isopress bags, with a concentration of about 30% of theory to about Vibrate until a density of 40°C is reached. After suctioning the bag and sealing it, the theory of approx. approximately 30,000 psi (20,6X Isostatically pressurize at 10'MPa).

このようにして得た棒状体を、ロスマス(米国特許第4,428,906号)に よるものと類依の流体型中に入れて、ホウ珪酸ガラスぐずと共に充填する。この 組立物を約2250下(1232℃)(約165時間)に加熱し且つ窒素パージ 炉中で5分間保つ。組立物を支持型中に入れ、約120ksi(8,2X10” MPa) の圧力を加えて2秒間保つ。圧力を徐々に解放する(約12ksi/ secすなわち80MPa/5ec)o回収する耐火物体は14.8 i /c m”を超える密度を有する。The rod-shaped body thus obtained was processed into Rosmas (U.S. Pat. No. 4,428,906). Place it in a similar fluid mold and fill it with borosilicate glass waste. this Heat the assembly to about 2250C (1232C) (about 165 hours) and purge with nitrogen. Keep in oven for 5 minutes. The assembly is placed into a support mold approximately 120ksi (8,2X10” Apply a pressure of (MPa) and hold for 2 seconds. Release the pressure gradually (approximately 12 ksi/ sec or 80MPa/5ec) o The refractory material to be recovered is 14.8i/c It has a density of more than m''.

実施例11 炭化ニオブ粉末を計量(4086g)して、酸化又は燃暁を防ぐために直ちにア セトン(1000a()中に入れる。コバルトを加えて重量で約90,96’の 炭化ニオブ(91容量%)と約No%のコバルト(9容量%)の組成とする。こ のスラリーを実質的に実施例10と同様な条件下に摩損し且つ処理して、密度約 7.609 /an3の耐火物体を取得する。Example 11 Weigh the niobium carbide powder (4086g) and add it immediately to prevent oxidation or burning. Place in seton (1000a(). Add cobalt and weigh about 90,96' The composition is niobium carbide (91% by volume) and about No% cobalt (9% by volume). child of slurry was abraded and processed under conditions substantially similar to Example 10 to achieve a density of approximately 7. Obtain a refractory object of 609/an3.

実施例12 微細な炭化タングステン粉末(4268,p)を計量して微細なニッケル粉末( 272,!9)と−緒にする。この粉末を100OLtのアセトンによってスラ リー状とし、実質的に実施例1oと同様にして未焼成状態で摩損及び処理する。Example 12 Fine tungsten carbide powder (4268, p) is weighed to form fine nickel powder ( 272,! 9) Combine with. This powder was slurried with 100OLt of acetone. It is formed into a leech shape and is abraded and treated in the green state in substantially the same manner as in Example 1o.

粉末の組成は重量で約959ぎの炭化タングステン(91容量%)とitで5% のニッケル(9容量%)である。次込で未焼成物をセラミック容器中に入れ、パ イレックスで取り囲んで、約21506Fで約2時間加熱する。The composition of the powder is approximately 959 tungsten carbide by weight (91% by volume) and 5% by weight. of nickel (9% by volume). Next, put the unfired material into a ceramic container and Surround with Ilex and heat at about 21506F for about 2 hours.

次いで約120!<5i(8,2X10’MPa)の圧力を2秒間加え、徐々に 解放する(約12ksi/seeすなわち80MPa/5ec)。かくして得た 部品は理論の約99.7%の密度を有する。Then about 120! Apply a pressure of <5i (8,2X10'MPa) for 2 seconds and gradually (approximately 12 ksi/see or 80 MPa/5ec). thus obtained The part has a density of approximately 99.7% of theory.

ニッケルフエライ)(250g)とニッケル粉末(251の試料を、摩損を試み ることなく物理的に混合して、重量で約90%のニッケル7エライトと重量で1 0%のニッケルから成る組成物を取得する。次いでこの粉末を単軸二重作動型中 で約58.8 ks i (8,2mPa )で圧縮する。A sample of nickel powder (250g) and nickel powder (251) was tested for abrasion. Approximately 90% by weight of nickel 7-elite and 1 by weight are physically mixed without A composition consisting of 0% nickel is obtained. This powder was then passed through a single-shaft dual-acting machine. It is compressed at approximately 58.8 ks i (8.2 mPa).

ワックスは使用しない。かくして得たベレットは理論の約68%の密度を有する 。Do not use wax. The pellet thus obtained has a density of about 68% of theory. .

この部品を実施例ioと類似のガラス型中に入れて、約2000℃で2時間加熱 する。次いで圧力(約120ksi)を2秒間の滞留時間にわたり加えたのち、 徐々に解放する。かくして得たセラミックは理論値の約97.8%の密度である 。This part was placed in a glass mold similar to Example io and heated at approximately 2000°C for 2 hours. do. Pressure (approximately 120 ksi) was then applied for a residence time of 2 seconds, and then Release gradually. The ceramic thus obtained has a density of approximately 97.8% of the theoretical value. .

約42689の炭化タングステン、約2279のコバルト及び約45Fのニッケ ルの混合物を100Q#7のアセトンに加える。摩損した粉末の組成は重量で約 94%の炭化タングステン(90容量X)15%のコバルト(8,5容量%)/ 約1%のニッケル(1,5容量%)である。実質的に実施例10と同様にして粉 末を摩損し、処理[7且つ圧縮する。取得するセラミックは約14.66.9/ a=の密度を有する。about 42689 tungsten carbide, about 2279 cobalt and about 45F nickel Add the mixture to 100Q #7 acetone. The composition of the abraded powder is approximately 94% tungsten carbide (90 vol. x) 15% cobalt (8.5 vol.%)/ Approximately 1% nickel (1.5% by volume). Powder was prepared substantially in the same manner as in Example 10. The ends are abraded, processed and compressed. The ceramic you get is about 14.66.9/ It has a density of a=.

実施例15A 炭化タングステン粉末(4268g)をコバルト粉末(z7z、9)と混合し且 つ摩損したのち、実質的に実施例10と同様にして冷圧縮して、重量で約94X の炭化タングステン(90容量%)と約6%のコバルト(10容量%)の組成物 を与える。この棒状体をさらに実質的に実施例10におけると同様にして熱加圧 して、直径約0.5インチ(1,25cm)、長さ約25インチ(6,35の) の最終棒状体とする。この棒状体の末端を機械的に加工して標準の振子式衝撃試 験機のつかみに適合するようにして、衝撃により破断させる。その結果を第2表 に示す。Example 15A Mix tungsten carbide powder (4268 g) with cobalt powder (z7z, 9) and After being worn out, it was cold compressed in substantially the same manner as in Example 10, and the weight was approximately 94X. of tungsten carbide (90% by volume) and about 6% cobalt (10% by volume) give. This rod-shaped body was further heat-pressed in substantially the same manner as in Example 10. Approximately 0.5 inches (1,25 cm) in diameter and approximately 25 inches (6,35 cm) long The final rod-shaped body is The end of this rod-shaped body was mechanically processed to perform a standard pendulum impact test. It is made to fit the grip of the test machine and is broken by impact. Table 2 shows the results. Shown below.

比較実施例15B 実施例15Aにおいて製造したものと実質的に同一の組成と冷圧縮体形状の棒状 体を、この分野の専問家が実施するようにして、液相焼結によって製造し同様に 加工して衝撃試験にかける。その結果を第2表に示す。Comparative Example 15B A rod having substantially the same composition and cold compressed body shape as that produced in Example 15A. The body is also produced by liquid phase sintering as carried out by experts in this field. It is processed and subjected to an impact test. The results are shown in Table 2.

実施例15Aにおいて製造したものと実質的に同一の組成と冷圧縮体形状の棒状 体を調製して、短かb焼結サイクルによって理論密度の約90Xに稠密化し、次 いで完全密度まで加圧する。これらの棒状体をも前記と同様に末端加工して、@ 撃試験にかける。結果を第2表に示す。A rod having substantially the same composition and cold compressed body shape as that produced in Example 15A. The body was prepared and densified to about 90X of theoretical density by short b-sintering cycles, and then Press to full density. These rod-shaped bodies were also processed at the ends in the same manner as above, and @ Put it to the impact test. The results are shown in Table 2.

15A(本発明による棒状体) 2.33GN/m” 168015B(液相焼 結した棒状体) 1.16GN/m” ] 59015C(焼結後に加圧稠密化 した棒状体)1.22 ON/m” 1670実質的に本発明に従って製造した 棒状体(実施例15A)は、液相焼結によって型造した棒状体又は焼結とその後 の加圧稠密化によって製造した棒状体よりも大きな衝撃エネルギー及び硬度を示 す。衝撃エネルギーは強固に支持した試料を椰子による衝撃によって破断するた めに要するエネルギーに等しい。15A (rod-shaped body according to the present invention) 2.33GN/m” 168015B (liquid phase firing 1.16GN/m"] 59015C (pressure densification after sintering) rod-shaped body) 1.22 ON/m” 1670 manufactured substantially in accordance with the present invention The rod-shaped body (Example 15A) is a rod-shaped body molded by liquid phase sintering or sintered and then It shows greater impact energy and hardness than rod-shaped bodies manufactured by pressurized densification. vinegar. Impact energy is required to break a strongly supported specimen due to impact from a palm tree. equal to the energy required to

実施例15Aの試料の走査電子顕微鏡像(倍率4000倍における後方散乱像) を第4図に、実施例15Bの同様な像を第2図(C示す。第1図(実施例15A )Kおりて明らかなように、境界材料(主としてコバルト)が熱プレス試料中で よく分散している。この写真中では明るく見える炭化タングステン相は比較的円 い形態に見え且つ写真上に存在する多くの小さな線はコバルトが炭化タングステ ン粒子の間のきわめて薄い境界のみに含まれていることを示唆している。これと は著るしく異なって、第2図(実施例15B)の液相焼結材料は、この組成の中 位乃至粗い粒度の液相焼結物に見られる微細構造に典型的なものである。炭化タ ングステン粒子は、明るめ炭化タングステンと黒騒色調のコバルトの間に特徴的 な線状の縁を伴なう、輪郭のはつきりしだ、かどのある塊状を成している。特に 、第2図において、コバルト材料のほとんど黒色の区域に注目すると、それらは 多くの小面を有し且つ結晶学的な炭化タングステン粒子に対応するものと思われ る、三角形又は台形をとるものが多すことがわかる。実施例15cに記したか類 の試料に対しては、ここに示したそれぞれの場合の中間的な性質をとる傾向が存 在する力ζこのような試料が実際に焼結した試料の性質を帯びていることを実証 するためには分析用透過電子顕微鏡を用する必要があるものと思われる。Scanning electron microscope image of the sample of Example 15A (backscattered image at 4000x magnification) is shown in FIG. 4, a similar image of Example 15B is shown in FIG. 2 (C), and a similar image of Example 15B is shown in FIG. )K, it is clear that the boundary material (mainly cobalt) is present in the hot-pressed sample. Well distributed. The tungsten carbide phase that appears bright in this photo is relatively circular. The many small lines that look strange and are present on the photo are cobalt tungsten carbide. This suggests that it is contained only in extremely thin boundaries between particles. With this is significantly different, and the liquid phase sintered material of Figure 2 (Example 15B) has This is typical of the microstructure found in liquid-phase sintered materials with coarse to coarse grain size. Carbonized Nungsten particles are characterized by a characteristic between light tungsten carbide and dark-toned cobalt. It forms a block with sharp edges and sharp edges. especially , if we focus on the almost black areas of cobalt material in Figure 2, they are It seems to correspond to crystallographic tungsten carbide particles with many facets. It can be seen that many of the shapes are triangular or trapezoidal. As described in Example 15c For samples of It was demonstrated that such a sample actually has the properties of a sintered sample. In order to do this, it seems necessary to use an analytical transmission electron microscope.

われわれは、さらに図上に直線の格子を引いて、それらの線が、コバルトに富む 境界相として識別することができる材料と交差する頻度を数えることによって、 このよう々交差の頻度は、第4図(実施例15A)の熱プレス材料に対しては、 第2図(実施例15B)の液相焼結材料に対するものの少なくとも2倍高いこと を見出すことができる。実施例15Cの場合には、中間的であって、それを確認 するためには精密な分析用透過電子顕微鏡が必要である。We also draw a grid of straight lines on the diagram and find that these lines are rich in cobalt. By counting the frequency of intersections with materials that can be identified as boundary phases, The frequency of such intersections is as follows for the hot press material of FIG. 4 (Example 15A): At least twice as high as that for the liquid phase sintered material of Figure 2 (Example 15B) can be found. In the case of Example 15C, it is intermediate and confirms that This requires a precise analytical transmission electron microscope.

実施例16A 実施例10の手順と実質的に同様にして、約94%の炭化タングステンと約6% のコバルトの摩損したブレンド物を調製するQこの粉末試料を単軸プレス中で円 盤状に冷圧縮する。この円盤をさらに実質的に実施例10におけると同様にして 熱プレスして、最終円盤とする。Example 16A Substantially similar to the procedure of Example 10, about 94% tungsten carbide and about 6% Prepare a cobalt abrasive blend of Cold compress into a disk shape. This disk was further prepared substantially as in Example 10. Heat press to form the final disk.

比較実施例16B この分野の専問家が実施するような液相焼結によって、実施例16Aにおいて調 製したものと実質的に同一の組成及び冷圧縮体形状の別の円盤を製造する。Comparative Example 16B prepared in Example 16A by liquid phase sintering as performed by experts in this field. Another disc of substantially the same composition and cold compact shape as that produced is produced.

両方の組の円盤から、且つまた実質的に実施例15Aに従って焼結し次いで加圧 稠密化した棒状体の1一つから、横方向の破断試験用の棒状試験片を機械加工す る。これらの試験片の機械加工及び試験は、ASTM規格の1976年年鑑、第 9部、193〜194頁に記されたASTMB406−73に従かう、この分野 の専問家には公知の方法によって行なう。それらの結果を第3表に示す。from both sets of disks and also sintered and pressed substantially according to Example 15A. From each of the densified rods, a rod-shaped test piece for transverse fracture testing is machined. Ru. The machining and testing of these specimens was performed in accordance with ASTM Standards 1976 Yearbook, Vol. This field according to ASTM B406-73, Part 9, pp. 193-194. This is done by methods known to experts. The results are shown in Table 3.

実施例】7 実施例14におけると同様にして、冷圧縮した棒状体を調製して、加圧温度を2 250’F″(1232℃)ではなく約2150’F(1176℃)とする以外 は同じ〈実施例14と同様にして熱プレスする。Example】7 A cold compressed rod was prepared in the same manner as in Example 14, and the pressing temperature was increased to 2. Other than approximately 2150'F (1176°C) instead of 250'F'' (1232°C) is the same (hot-pressed in the same manner as in Example 14).

実施例14と同様にして棒状試験片を調製し且つ衝撃試験して、760ft−1 b/1n2(4,23GN/m2)の衝撃エネルギー測定値を得るO密度は13 6g/Crn(理論の約90%)と測定さhうゲイツカース硬度値は、この組成 物の完全に緻密な試料に典型的な約1700の値よりもかなり低い1,100で あることが認められる。A rod-shaped test piece was prepared in the same manner as in Example 14 and subjected to an impact test. The O density to obtain the impact energy measurement of b/1n2 (4,23 GN/m2) is 13 The Gateskars hardness value, measured at 6 g/Crn (approximately 90% of theory), is due to this composition. at 1,100, which is considerably lower than the value of about 1,700 typical for a fully dense sample of It is recognized that there is.

実施例18A 実質的に実施例10の方法を、炭化タングステン(4472,9)とコバル)( 68g)を用いて繰返すこと釦よって、98.5重量%の炭化タングステン(9 7,4容量%)と1.5重量%のコバルト(λ6容微量)の組成物を与える。プ リフォームを約2250’F(1232℃)に加熱したのち、アイソスタチック な圧力を加える。回収する耐火物体は第3表中に示す性質を有する。Example 18A Substantially the method of Example 10 was repeated using tungsten carbide (4472,9) and Kobal) ( 98.5% by weight tungsten carbide (98.5% by weight). 7.4% by volume) and 1.5% by weight of cobalt (λ6 volume trace). P After heating the renovation to approximately 2250'F (1232C), isostatic apply pressure. The refractory objects to be recovered have the properties shown in Table 3.

比較実施例18B 実施例18Aにお込て調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有す る棒状体を、この分野の専問家が実施するような、液相焼結によって調製して同 様に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。Comparative Example 18B It has a composition and cold compact shape substantially similar to that prepared in Example 18A. Similar rods are prepared by liquid-phase sintering, as carried out by experts in this field. Evaluate accordingly. The results are shown in Table 3 for comparison.

実施例19A 炭化タングステン(4403g)とコバル)(237,!9)を使用して実質的 に実施例1Oの方法を繰返すことによって97重量%の炭化タングステン(98 ,8容iX)と3重量パーセントのコバル)(1,2容量%)の組成物を与える 。プリフォームを約22501’(1232℃)に加熱したのち、アイソスタチ ック圧力にさらす。回収する耐火物体は第3表に示す性質を有する。Example 19A Substantially using tungsten carbide (4403g) and Kobal) (237,!9) 97% by weight tungsten carbide (98% by weight) by repeating the method of Example 1O. , 8 volumes iX) and 3% by weight of Kobal) (1,2% by volume). . After heating the preform to approximately 22501' (1232°C), the isostatic expose to pressure. The refractory objects to be recovered have the properties shown in Table 3.

比較実施例19B 実施例19A釦おいて調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有す る棒状体を、この分野の専門家が実施するもののような、液相焼結によって調製 し且つ同様に評価する。この実!SJの代表的なJ像を第3図に示す。(アメリ カ金属協会刊、金属ハンドブック、第9版、第3巻、454頁、198o参照) 0 炭化タングステン(381C9)とコバルト(726g)を用いテ実質的に実施 例10の方法を繰返すことによって、s4mt%の炭化タングステン(74,6 容量%)と16重量%のコバル)(25,4容量%)の組成物を与える。プリフ ォームを約2250’F(1232℃)に加熱したのち、アイソスタテックな圧 力にさらす。回収する耐火物体は第3表中に示す性質を有する。Comparative Example 19B It has substantially the same composition and cold compaction shape as that prepared in Example 19A. rods prepared by liquid-phase sintering, such as that carried out by experts in this field. and evaluate in the same way. This fruit! A typical J image of SJ is shown in Figure 3. (Amelie (Refer to Metals Handbook, 9th edition, Volume 3, page 454, 198o, published by Kametal Association) 0 Practically implemented using tungsten carbide (381C9) and cobalt (726g) By repeating the method of Example 10, s4mt% tungsten carbide (74,6 % by volume) and 16% by weight of Kobal) (25.4% by volume). Purif After heating the foam to approximately 2250'F (1232°C), the isostatic pressure expose to force. The refractory objects to be recovered have the properties shown in Table 3.

比較実施例20B この分野の専門家が実施するような、液相焼結を用すて、実施例20Aにおいて 調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有する棒状体を調製し且つ 同様に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。この実施例の代表的な 顕微鏡像を第4図に示す。(アメリカ金属学会刊、金属ハンドブック、第9版、 第3巻、454頁、198o参照。)実施例21A ホウ化チタン(4449!りとニッケル(91,!9)を用いて実質的だ実施例 10の方法を繰返すことによって、98N量%のニホウ化チタン(99容量X) と2重量%のニッケル(1容量%)の組成物を与える。Comparative Example 20B In Example 20A, using liquid phase sintering, as performed by experts in the field. preparing a rod having a composition and cold compaction shape substantially similar to that of the prepared rod; Evaluate in the same way. The results are shown in Table 3 for comparison. Typical of this example A microscopic image is shown in FIG. (Published by the American Institute of Metals, Metals Handbook, 9th edition, See Vol. 3, p. 454, 198o. ) Example 21A Example using titanium boride (4449!) and nickel (91,!9) By repeating the method in step 10, titanium diboride with a content of 98N (99 volume x) and 2% by weight of nickel (1% by volume).

プリフォームを約2550’F(1400℃)に加熱したのち、アイソスタチツ クな圧力にさらす。回収した耐火物体は第3表に示す性質を有する。After heating the preform to approximately 2550'F (1400C), the isostatic subject to intense pressure. The recovered refractory material has the properties shown in Table 3.

実施例21Aにおいて調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有す る棒状体を、この分野の専門家が実施するような液相焼結によって調製1〜且つ 同様に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。having a composition and cold compact shape substantially similar to that prepared in Example 21A. A rod-shaped body is prepared by liquid phase sintering as carried out by experts in the field 1 and Evaluate in the same way. The results are shown in Table 3 for comparison.

炭化チタン(3178g)、炭化モリブデン(817g)及びニッケル(545 ,!9)を用いて実質的に実施例10の手順を繰返すことによって、70重量% の炭化チタン(81,1容苛π)、18重量%の炭化モリブデン及び122容景 のニッケル(7,7容量%)の組成物を与える。プリフォームを2250°F( 1232℃)に加熱したのち、アイソスタチックな圧力にさらす。回収した耐火 物体は第3表に示す性質を有する。Titanium carbide (3178g), molybdenum carbide (817g) and nickel (545g) ,! 9) by substantially repeating the procedure of Example 10 using of titanium carbide (81,1 volumes), 18% by weight of molybdenum carbide and 122 volumes of nickel (7.7% by volume). Heat the preform to 2250°F ( 1232°C) and then exposed to isostatic pressure. Recovered fireproofing The object has the properties shown in Table 3.

比較実施例22B 1 この分野の専門家が実施するような液相焼結によって、実施例22Aにおい て調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有する棒状体を調製して 同様に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。Comparative Example 22B 1. In Example 22A, by liquid phase sintering as performed by experts in this field. A rod-like body having a composition and cold-pressed body shape substantially similar to that prepared by Evaluate in the same way. The results are shown in Table 3 for comparison.

この実施例の代表的な顕微鏡像を第5図に示す。(R,に、ビスワンド7+、D 、 J、ローフリッツ及びJ、ガーランド編、サイエンスオプハードマテリャル ズ、′ミクロストラクチャーズオブセメンテッドカーバイドM、 E、エクスナ ー、245頁、1983参照)。A typical microscope image of this example is shown in FIG. (R, to Biswand 7+, D , J. Lofritz and J. Garland, eds., Science Ophard Materials. 'Microstructures of cemented carbide M, E, Exna ), p. 245, 1983).

実施例23A アルミナ(3x7slとクロム(1362g)を用いて実質的に実施例10の方 法を繰り返すことによって、約70重1%のアルミナ(約80.6容量%)と約 30重量%のクロム(19,4容量%)の組成物を調製する。プリフォームを約 2876’F(1580℃)K加熱したのち、アイソスタチックな圧力にさらす 。回収した耐火物体は第3表に示す性質を有する。Example 23A Substantially the same as Example 10 using alumina (3x7sl) and chromium (1362g) By repeating the process, approximately 70% alumina by weight (approximately 80.6% by volume) and approximately A composition of 30% by weight chromium (19.4% by volume) is prepared. Preform approx. After heating to 2876'F (1580°C) K, subject to isostatic pressure. . The recovered refractory material has the properties shown in Table 3.

比較実施例23B この分野の専門家が実施するような液相焼結によって、実施例23Aにおいて調 製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有する棒状体を調製して同様 に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。Comparative Example 23B prepared in Example 23A by liquid phase sintering as performed by experts in the field. A rod-shaped body having substantially the same composition and cold-compressed body shape as the manufactured one is prepared and the same process is carried out. Evaluate. The results are shown in Table 3 for comparison.

実施例24A 炭化ホウ素(4813g)、モリブデン(204g)、ニッケル(14g)及び 鉄(9g)を用いて実質的に実施例10の方法を繰返すことによって、約95重 量%の炭化ホウ素(約98.7容iX)、約4.5重量%のモリブデン(約1. 15容景%)、約0.3重量%のニッケル(約O,OS容量%)及び約0,2重 量%の鉄(約0,06容量%)の粗製物を調製する。プリフォームを約2372 下(1300℃)に加熱したのち、アイソスタチックな圧力にさらす。回収した 耐火物体は第3表に示す性質を有してbる。Example 24A Boron carbide (4813g), molybdenum (204g), nickel (14g) and By essentially repeating the method of Example 10 using iron (9 g), about 95 g. % by weight of boron carbide (approximately 98.7 volume iX), approximately 4.5% by weight of molybdenum (approximately 1. 15% by weight), approximately 0.3% by weight of nickel (approximately 0.0% by weight) and approximately 0.2% by weight. A crude product of % iron (approximately 0.06% by volume) is prepared. Approximately 2372 preforms After heating to a low temperature (1300°C), it is exposed to isostatic pressure. collected The refractory object has the properties shown in Table 3.

この分野の専門家が実施するような液相焼結によって、実施例24Aにおいて調 製したものと実質的〈同様な組成と冷圧縮体形状を有する棒状体を調製して同様 に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。prepared in Example 24A by liquid phase sintering as performed by experts in the field. A rod-shaped body having substantially the same composition and shape as the cold-compressed body was prepared and the same process was carried out. Evaluate. The results are shown in Table 3 for comparison.

窒化ジルコニウム(4267μ)、ニッケル(227,9)及びモリブデン(4 5,9)を用いて実質的に実施例1Oの方法を繰返すことによって、約94重号 %の窒化ジルコニウム(約95.1容号%)、約5雷量%のニッケル(約4.1 容tX)及び約1重量%のモリブデン(約0.7容量%)の組成物を調製する。Zirconium nitride (4267μ), nickel (227,9) and molybdenum (4 94 by substantially repeating the method of Example 1O using % zirconium nitride (approximately 95.1% by volume), approximately 5% nickel (approximately 4.1% by volume) tX) and about 1% by weight molybdenum (about 0.7% by volume).

プリフォームを約24986F(1370℃)に加熱したのち、アイソスタチッ ク圧力にさらす。回収した耐火物体は第3表に示す性質を有している。After heating the preform to approximately 24986F (1370C), expose to pressure. The recovered refractory objects have the properties shown in Table 3.

比較実施例25B この分野の専門家が実施するような液相焼結によって、実施例25Aにおいて調 製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状の棒状体を調製して同様に評価 する。その結果を比較のために第3表に示す。Comparative Example 25B prepared in Example 25A by liquid phase sintering as performed by experts in the field. A rod-shaped body having substantially the same composition and shape as the cold-compressed body was prepared and similarly evaluated. do. The results are shown in Table 3 for comparison.

クロム酸ランタン(4403g)とクロム(136g)を用いて実質的に実殉例 工0の方法を繰返すことによって、約97重量%のクロム酸ランタン(約97. 5容量%)と約3重量%のクロム(約25容量パーセント)の組成物を調製する 。プリフォームを約2876°F(1580℃)に加熱した後にアイソスタチッ ク圧力にさらす。(ロ)収した耐火物体は第3表に示す性質を有する。Practically killed using lanthanum chromate (4403g) and chromium (136g) By repeating step 0, about 97% by weight of lanthanum chromate (about 97% by weight) was obtained. 5% by volume) and about 3% by weight chromium (about 25% by volume). . Isostatically after heating the preform to approximately 2876°F (1580°C) expose to pressure. (b) The collected refractory material has the properties shown in Table 3.

比較実施例26B この分野の専門家が実施するような液相焼1桔((よって、実施例26Aにおい て調製したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状を有する棒状体を調製して 同様に評価する。その結果を比較のために第3表に示す。Comparative Example 26B Liquid phase sintering as performed by experts in this field ((thus, in Example 26A) A rod having a composition and cold compaction shape substantially similar to that prepared by Evaluate in the same way. The results are shown in Table 3 for comparison.

窒化珪素(4313F)とアルミニウム(2279)を用いて実質的に実施例1 0の方法を繰返すことによって、約95重量%の窒化珪素(約94.2容=X) と約5重量%のアルミニウム(約5.8容量%)の組成物を調製する。プリフォ ームを約1220°F(660℃)に加熱したのち、アイソスタチックな圧力を さらす。回収した耐火物体は第3表に示す性質を有する。Substantially Example 1 using silicon nitride (4313F) and aluminum (2279) By repeating method 0, approximately 95% by weight silicon nitride (approximately 94.2 volume = X) and about 5% by weight aluminum (about 5.8% by volume). Purifo After heating the chamber to approximately 1220°F (660°C), apply isostatic pressure. Expose. The recovered refractory material has the properties shown in Table 3.

比較実施例27B この分野の専門家が実施するような液相焼結により、実施例27Aにおいて調↓ したものと実質的に同様な組成と冷圧縮体形状の棒状体を調製して同様に肝価す る。その結果を比較のために第6表に示す。Comparative Example 27B By liquid phase sintering as performed by experts in this field, the ↓ Rods having substantially the same composition and shape as the cold compressed body were prepared and similarly tested for liver value. Ru. The results are shown in Table 6 for comparison.

−h へ ぐ の へ の 1 0 國 h (イ)づ N−5& ぜ −び  ccl+−si< ざC%I N’1 K’l Co (0()べ −一 −一 市膿寸 Figure 1 Figure 2 国際調査報告 1+111−閂門11bo−^DOueama)番o、PCT/すS8510i 458-h Go to Go to 1 0 country h (I) N-5 & Ze-bi ccl+-si<zaC%I N'1 K'l Co (0()be-1-1 City size Figure 1 Figure 2 international search report 1+111-Lock Gate 11bo-^DOueama) Number o, PCT/S8510i 458

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合物か ら成る群から選択される耐火材料、及び耐火材料の粒子間の隙間を少なくとも部 分的にふさぐために十分な重で存在する可塑的変形の可能な結合剤材料の、類似 の組成と形状の他の複合セラミツクスが示す靱性よりも約10%大きい靱性を有 する、稠密化した耐火物体から成る、高密度耐火物体複合セラミツク。 2.該セラミツクは、最終稠密化前に実質的に予備焼結してある他の複合セラミ ツクが示す靱性よりも10%大きな靱性を有する請求の範囲第1項記載の複合セ ラミツク。 3.該セラミツクは15%大きい靱性を有する請求の範囲第2項記載の複合セラ ミツク。 4.該セラミツクは25%大きい靱性を有する請求の範囲第2項記載の複合セラ ミツク。 5.該複合セラミツクは、類似の組成の他の複合セラミツクよりも10%大きい 結合剤材料分布を有する請求の範囲第2項の複合セラミツク。 6.該複合セラミツクは、類似の組成の複合セラミツクよりも50%大きい結合 剤材料分布を有する請求の範囲第2項記載の複合セラミツク。 7.該複合セラミツクは、類似の組成の他の複合セラミツクよも100%大きい 結合剤材料分布を有する請求の範囲第2項記載の複合セラミツク。 8.該複合セラミツクは約10ミクロンよりも小さい平均石目粒径を有する請求 の範囲第2項記載の複合セラミツク。 9.該複合セラミツクは約5ミクロンよりも小さな平均石目粒度を有する請求の 範囲第2項記載の複合セラミツク。 10.該複合セラミツクは約2ミクロンよりも小さい平均石目粒径を有する請求 の範囲第2項記載の複合セラミツク。 11.該複合セラミツクは約1ミクロンよりも小さい平均石目粒径を有する請求 の範囲第2項記載の複合セラミツク。 12.該複合セラミツクは約10ミクロンよりも小さい平均石目粒径を有する請 求の範囲第5項記載の複合セラミツク。 13.該複合セラミツクは約17未満の平均円形度値を有する請求の範囲第2項 記載の複合セラミツク。 14.該複合セラミツクは約15.5未満の平均円形度値を有する請求の範囲第 2項記載の複合セラミツク。 15.該複合セラミツクは約14未満の平均円形度値を有する請求の範囲第2項 記載の複合セラミツク。 16.該複合セラミツクは約13.2未満の平均円形度値を有する請求の範囲第 2項記載の複合セラミツク。 17.該複合セラミツクは類似の組成の他の複合化ラミツクスよりも10%大き い結合剤材料分布を有する請求の範囲第1.3項記載の複合セラミツクス。 18.該複合セラミツクは約10ミクロン未満の平均石目粒径を有する請求の範 囲第17項記載の複合セラミツク。 19.該複合セラミツクは類似の組成と形状の他の複合セラミツクと比較して1 0%大きい靱性と少なくともほぼ等しい硬度を有する請求の範囲第2項記載の複 合セラミツク。 20.結合剤材料はコバルト、ニツケル、鉄、タングステン、モリブテン、タン タル、チタン、クロム、ニオプ、ホウ素、ジルコニウム、バナジウム、珪素、パ ラジウム、ハフニウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物か ら成る群から選択される請求の範囲第2項記載の複合セラミツク。 21.容量で約50乃至約99.5%の耐火材料と容量で約0.5乃至約50% め結合剤材料から成る請求の範囲第20項記載の複合セラミツク。 22.容量で約70乃至約995%の耐火材料と容量で約0.5乃至約30%の 結合剤材料から成る請求の範囲第20項記載の複合セラミツク。 23.容量で約80乃至約94%の耐火材料と容量で約6乃至約20%の結合剤 材料から成る請求の範囲第20項記載の複合セラミツク。 24.(a)アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、ジルコン、トリア 、ベリリア、ウラニア、スピネル、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタ ン、炭化ニオプ、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、炭化ケイ素 、炭化ニオビウムホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、 窒化タンタル、窒化ハフニウム、窒化ニオプ、窒化ホウ素、窒化珪素、ホウ化チ タン、ホウ化クロム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タンタル、ホウ化モリブデン 、ホウ化タングステン、硫化セリウム、硫化モリブデン、硫化カドミウム、硫化 亜鉛、硫化チタン、硫化マグネシウム、硫化ジルコニウム及びそれらの混合物か ら成る群から選択される耐火材料;及び(b)コバルト、ニツケル、チタン、ク ロム、ニオプ、ホウ素、パラジウム、ハフニウム、珪素、タンタル、モリブデン 、ジルコエタム、バナジウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混 合物より成る群から選択される結合剤材料から成る請求の範囲第2項記載の複合 セラミツク。 25(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン、炭化ケイ素、炭化ニオ ビウムホウ素、炭化タンタル、炭化ホウ素、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、 窒化チタン、ホウ化チタン及びそれらの混合物から成る群から選択される耐火材 料;及び(b)コバルト、ニツケル、チタン、クロム、ニオプ、パラジウム、ハ フニウム、タンタル及びそれらの混合物から成る群から選択される結合剤材料か ら成る請求の範囲第2項記載の複合セラミツク。 26.(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン及びそれらの混合物か ら成る群から選択される耐火材料;及び(b)コバルト、ニオプ、チタン及びそ れらの混合物から成る群から選択される結合剤材料から成る請求の範囲第2項記 載の複合セラミツク。 27.炭化タングステンとコバルトから成る請求の範囲第2項記載の複合セラミ ツク。 28.容量で約50乃至約99.5%の炭化タングステンと容量で約0.5乃至 約50%のコバルトから成る請求の範囲第27項記載の複合セラミツク。 29.容量で約80乃至約99.5%の炭化タングステンと容量で約0.5乃至 約20%のコバルトから成る請求の範囲第27項記載の複合セラミツク。 30.容量で約94%の炭化タングステンと容量で約6%のコバルトから成る請 求の範囲第27項記載の方法。 31.酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合物から成る 群から選択される耐火材料、及び耐火材料の粒子間の隙間を少なくとも部分的に ふさぐために十分な量で存在する可塑的変形の可能左結合剤材料を、約10,0 00psi(6.89X101MPa)と耐火物体の破断点の間の圧力下に、結 合剤材料の液相線温度よりも低い温度において、セラミツク複合体がその理論密 度の85%に達するために十分な時間と焼結を生じさせるために十分な時間の間 の時間にわたつて、類似の組成と形状の他の複合セラミツクが示す靱性よりも1 0%大きい靱性を有する85%以上の密度をもつ高密度耐火物体を与えるような 条件下に、接触させることから成る、高密度耐火物体複合セラミツクの製造方法 。 32.圧力をアイソスタテツク的に加える請求の範囲第31項記載の方法。 33.耐火物体は、最終稠密化以前に実質的に予備焼結してある他の耐化物体が 示す靱性よりも10%大きい靱性を有する請求の範囲第32項記載の方法。 34.該耐火物体は15%大きい靱性を有する請求の範囲第33項記載の方法。 35.該耐火物体は25%大きい靱性を有する請求の範囲第33項記載の方法。 36.複合セラミツクは類似の組成の他の複合セラミツクよりも10%大きい結 合剤材料分布を有する請求の範囲第33項記載の方法。 37.複合セラミツクは約10ミクロン未満の平均石目粒径を有する請求の範囲 第33項記載の方法。 38.複合セラミツクは類似の組成の他の複合セラミツクよりも10%大きい結 合剤材料分布を有する請求の範囲第33項記載の方法。 39.複合セラミツクは約17未満の平均円形度値を有する請求の範囲第33項 記載の方法。 40.複合セラミツクは類似の組成及び形状の他の複合セラミツクと比較して1 0%大きい靱性及び少なくともほぼ等しい硬度を有する請求の範囲第33項記載 の方法。 41.結合剤材料はコバルト、ニツケル、鉄、タングステン、モリプデン、タン タル、チタン、クロム、ニオブ、ホウ素、ジルコニウム、パナジウム、珪素、ハ フニウム、パラジウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物か ら成る群から選択される請求の範囲第33項記載の方法。 42.(a)容量で約50乃至約99.5%の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物 、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合物から成る群から選択される耐火材料を( b)容量で約0.5乃至約50%の結合剤材料と接触させる請求の範囲第41項 記載の方法。 43.圧力は約50.000psi(3.4X102MPa)とほぼ耐火物体の 破断点の間の圧力である請求の範囲第33項記載の方法。 44.圧力は約70,000psi(4.8X102MPa)とほぼ耐火物体の 破断点の間の圧力である請求の範囲第33項記載の方法。 45.圧力は約100,000psi(6.89X102MPa)とほぼ耐火物 体の破断点の間の圧力である請求の範囲第33項記載の方法。 46.温度は約400乃至約2900℃である請求の範囲第33項記載の方法。 47.接触時間は約1時間未満である請求の範囲第33項記載の方法。 48.接触時間は約1分未満である請求の範囲第33項記載の方法。 49.接触時間は約10秒未満である請求の範囲第33項記載の方法。 50.(a)アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、ジルコン、トリア 、ベリリア、ウラニア、スピネル、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタ ン、炭化ニオプ、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、炭化珪素、 炭化ホウ素ニオプ、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タ ンタル、窒化ハフニウム、窒化ニオプ、窒化ホウ素、窒化珪素、ホウ化チタン、 ホウ化クロム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タンタル、ホウ化モリプデン、ホウ 化タングステン、硫化セリウム、硫化モリプデン、硫化カドミウム、硫化亜鉛、 (硫化チタン、硫化マゲネシウム、硫化ジルコニウム及びそれらの混合物から成 る群がら選択される耐火材料を;(b)コバルト、ニツケル、チタン、クロム、 ニオプ、ホウ素、パラジウム、ハフニウム、珪素、タンタル、モリブデン、ジル コニウム、バナジウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物か ら成る群から選択される結合剤材料と接触させる請求の範囲第33項記載の方法 。 51.(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン、炭化珪素、炭化ホウ 素ニオプ、炭化タンタル、炭化ホウ素、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化 チタン、ホウ化チタン及びそれらの混合物から成る群がら選択される耐火材料を ;(b)コバルト、ニツケル、チタン、クロム、ニオプ、パラジウム、ハフニウ ム、タンタル又はそれらの混合物から成る群から選択される結合剤材料と接触さ せる請求の範囲第33項記載の方法。 52.(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン及びそれらの混合物か ら成る群から選択される耐火材料を;(b)コバルト、ニオプ、チタン及びそれ らの混合物から成る群から選択される結合剤材料と接触させる請求の範囲第33 項記載の方法。 53.炭化タングステンをコバルトと接触させる請求の範囲第33項記載の方法 。 54.温度は約800℃乃至約1500℃である請求の範囲第53項記載の方法 。 55.接触時間は1時間未満である請求の範囲第53項記載の方法。 56.接触時間は1分未満である請求の範囲第53項記載の方法。 57.接触時間は10秒未満である請求の範囲第53項記載の方法。 58.酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合物から成る 群から選択される材料と耐火材料の粒子間の隙間を少なくとも部分的にふさぐた めに十分な量で存在する、可塑的変形の可能な結合剤材料を、約10,000p si(6.89×101Mpa)と耐火材料の破断点の間の圧力下に、結合材料 の液相線温度よりも低い温度において、複合セラミツクがその理論密度の85% の密度に達するために十分な時間と焼結が生じるために十分な時間より短かい時 間の間の時間にわたつて、他の複合セラミツクが表わす靱性よりも10%大きい 靱性を有する85%以上の密度をもつ高密度耐火物体を与えるような条件下に、 接触させることから成る方法によつて製造した高密度耐火物体セラミツク複合体 。 59.圧力をアイソスタチツクに加える請求の範囲第58項記載のセラミツク複 合体。 60.該複合体は、最終稠密化の前に実質的に予備焼結してある他のセラミツク 複合体が表わす靱性よりも大きい靱性を有する請求の範囲第59項記載のセラミ ツク複合体。 61.該セラミツクは15%大きい靱性を有する請求の範囲第60項記載のセラ ミツク複合体。 62.該セラミツクは25%大きい靱性を有する請求の範囲第60項記載のセラ ミツク複合体。 63.結合剤材料はコバルト、ニツケル、鉄、タングステン、モリプデン、タン タル、チタン、クロム、ニオプ、ホウ素、ジルコニウム、バナジウム、珪素、パ ラジウム、ハフニウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物か ら成る群から選択される請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 64.(a)溶量で約50乃至約99.5%の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物 、ホウ化物、硫化物及びそれらの混合物を;(b)溶量で約0.5乃至約50% の結合剤材料と接触させる請求の範囲第63項記載の複合セラミツク。 65.圧力は約50,000psi(3.4X102MPa)と耐火物体の破断 点の間の圧力である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 66.圧力は約70,000psi(4.8×102MPa)と耐火物体の破断 点の間の圧力である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 67.圧力は約100,000psi(6.89×101MPa)と耐火物体の 破断点の間の圧力である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 68.温度は約400℃乃至約2900℃である請求の範囲第60項記載の複合 セラミツク。 69.接触時間は約1時間未満である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク 。 70.接触時間は約1分未満である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 71.接触時間は約10秒未満である請求の範囲第60項記載の複合セラミツク 。 72.(a)アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ムライト、ジルコン、トリア 、ベリリア、ウラニア、スピネル、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタ ン、炭化ニオプ、炭化ジルコニウム、炭化ホウ素、炭化ハフニウム、炭化珪素、 炭化ホウ素ニオプ、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タ ンタル、窒化ハフニウム、窒化ニオプ、窒化ホウ素、窒化珪素、ホウ化チタン、 ホウ化クロム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タンタル、ホウ化モリブデン、ホウ 化タングステン、硫化セリウム、硫化モリブデン、硫化カドミウム、硫化亜鉛、 硫化チタン、硫化マグネンウム、硫化ジルコニウム及びそれらの混合物から成る 群がら選択される耐火材料を;(b)コバルト、ニツケル、チタン、クロム、ニ オプ、ホウ素、パラジウム、ハフニウム、珪素、タンタル、モリブデン、ジルコ ニウム、バナジウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物から 成る群から選択される結合剤材料と接触させる請求の範囲第60項記載の複合セ ラミツク。 73.(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン、炭化珪素、炭化ホウ 素ニオプ、炭化タンタル、炭化ホウ素、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化 チタン、ホウ化チタン及びそれらの混合物から成る群がら選択される耐火材料を 、(b)コバルト、ニツケル、チタン、クロム、ニオプ、パラジウム、ハフニウ ム、タンタル及びそれらの混合物から成る群から選択される結合剤材料と接触さ せる請求の範囲第60項記載の複合セラミツク。 74.(a)炭化タングステン、炭化ニオプ、炭化チタン及びそれらの混合物か ら成る群から選択される耐火材料を;(b)コバルト、ニオプ、チタン及びそれ らの混合物から成る群から選択される結合剤材料と接触させる請求の範囲第60 項記載の複合セラミツク。 75.炭化タングステンをコバルトと接触させる請求の範囲第60項記載の複合 セラミツク。 76.温度は約800℃乃至約1500℃である請求の範囲第75項記載の複合 セラミツク。 77.温度は約1000℃乃至約1350℃である請求の範囲第76項記載の複 合セラミツク。 78.接触時間は1時間未満である請求の範囲第76項記載の複合セラミツク。 79.接触時間は1分未満である請求の範囲第76項記載の複合セラミツク。 80.接触時間は10秒未満である請求の範囲第76項記載の複合セラミツク。 81.(a)酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物及びそれらの混合物; (b)可塑的変形の可能な結合剤材料;及び(c)耐火材料の格子上に結合剤材 料の原子が置換されている相を含有して成り、結合剤材料及び成分(c)は耐火 材料の粒子の間の隙間を少なくとも部分的にふさぐために十分な量で存在する、 高密度耐火物体セラミツク複合体。 82.結合剤材料はコバルト、鉄、ニツケル、タングステン、モリプデン、タン タル、チタン、クロム、ニオプ、ホウ素、ジルコニウム、バナジウム、珪素、ハ フニウム、パラジウム、アルミニウム、銅、それらの合金及びそれらの混合物か ら成る群から選択され、且つ(c)は式Xa−bYbZcに相当し、式中でXは 耐火材料から由来する金属であり;Yは可塑的変形が可能な結合剤材料であり; Zは炭素、酸素、窒素、珪素、ホウ素又は硫黄であり;αは約1乃至約4の整数 であり;bは約0.001乃至約0.2の実数であり;且つcは約1乃至4の整 数である請求の範囲第81項記載の複合セラミツク。 83.重量で約50乃至約99%の耐火材料;重量で約1乃至約50%の結合剤 金属及び重量で約0.001乃至約2%の成分(c)から成る請求の範囲第81 項記載の複合セラミツク。 84.酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、ホウ化物、硫化物、及びそれらの混合 物から成る群から選択される耐火材料、及び耐火材料粒子の間の隙間を少なくと も部分的にふさぐために十分な量で存在する可塑的変形が可能な結合剤材料の、 類似の組成と形状の他の複合セラミツクが表わすものよりも10%大きい結合剤 材料分布と約17未満の平均円形度値を有する、稠密化した耐火物体から成る高 密度耐火物体複合セラミツク。 [Claims] 1. Oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides and mixtures thereof a refractory material selected from the group consisting of The plastically deformable binder material present in sufficient weight to partially seal has a toughness approximately 10% greater than that exhibited by other composite ceramics of similar composition and geometry. A high-density refractory composite ceramic consisting of a densified refractory material. 2. The ceramic is substantially pre-sintered prior to final densification with other composite ceramics. The composite cell according to claim 1, which has a toughness 10% greater than the toughness exhibited by the material. Ramitsuk. 3. A composite ceramic according to claim 2, wherein the ceramic has a toughness of 15% greater. Mitsuku. 4. A composite ceramic according to claim 2, wherein the ceramic has a toughness of 25% greater. Mitsuku. 5. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has a binder material distribution that is 10% greater than other composite ceramics of similar composition. 6. 3. A composite ceramic according to claim 2, wherein said composite ceramic has a binder material distribution that is 50% greater than a composite ceramic of similar composition. 7. 3. A composite ceramic according to claim 2, wherein said composite ceramic has a binder material distribution that is 100% greater than other composite ceramics of similar composition. 8. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average grain size of less than about 10 microns. 9. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average grain size of less than about 5 microns. 10. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average grain size of less than about 2 microns. 11. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average grain size of less than about 1 micron. 12. The composite ceramic has an average grain size of less than about 10 microns. Composite ceramic according to claim 5. 13. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average circularity value of less than about 17. 14. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average circularity value of less than about 15.5. 15. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average circularity value of less than about 14. 16. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein said composite ceramic has an average circularity value of less than about 13.2. 17. The composite ceramic is 10% larger than other composite ceramics of similar composition. Composite ceramic according to claim 1.3, having a narrow binder material distribution. 18. The composite ceramic has an average grain size of less than about 10 microns. Composite ceramic according to item 17. 19. 3. The composite ceramic of claim 2, wherein the composite ceramic has a toughness that is 10% greater and a hardness that is at least approximately equal to that of other composite ceramics of similar composition and shape. Combined Ceramics. 20. Binder materials include cobalt, nickel, iron, tungsten, molybdenum, and tan. metal, titanium, chromium, niopium, boron, zirconium, vanadium, silicon, Radium, hafnium, aluminum, copper, their alloys and mixtures thereof 3. The composite ceramic according to claim 2, which is selected from the group consisting of: 21. 21. The composite ceramic of claim 20, comprising about 50 to about 99.5% by volume refractory material and about 0.5 to about 50% by volume binder material. 22. 21. The composite ceramic of claim 20, comprising about 70 to about 995% by volume refractory material and about 0.5 to about 30% by volume binder material. 23. 21. The composite ceramic of claim 20 comprising about 80 to about 94% by volume refractory material and about 6 to about 20% by volume binder material. 24. (a) Alumina, zirconia, magnesia, mullite, zircon, thoria, beryllia, urania, spinel, tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide Nioprene carbide, zirconium carbide, boron carbide, hafnium carbide, silicon carbide, niobium boron carbide, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, hafnium nitride, niopium nitride, boron nitride, silicon nitride, titanium boron Tan, chromium boride, zirconium boride, tantalum boride, molybdenum boride, tungsten boride, cerium sulfide, molybdenum sulfide, cadmium sulfide, zinc sulfide, titanium sulfide, magnesium sulfide, zirconium sulfide, and mixtures thereof. (b) a refractory material selected from the group consisting of; and (b) cobalt, nickel, titanium, and ROM, niopium, boron, palladium, hafnium, silicon, tantalum, molybdenum, zircoetham, vanadium, aluminum, copper, alloys thereof, and mixtures thereof. 3. A composite ceramic according to claim 2, comprising a binder material selected from the group consisting of composites. 25(a) Tungsten carbide, niobium carbide, titanium carbide, silicon carbide, niobium carbide Refractory material selected from the group consisting of boron boron, tantalum carbide, boron carbide, alumina, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, titanium boride and mixtures thereof. and (b) cobalt, nickel, titanium, chromium, niopium, palladium, a binder material selected from the group consisting of fnium, tantalum and mixtures thereof; A composite ceramic according to claim 2, comprising: 26. (a) Tungsten carbide, niopium carbide, titanium carbide and mixtures thereof (b) a refractory material selected from the group consisting of; and (b) cobalt, niopium, titanium and Claim 2 comprising a binder material selected from the group consisting of mixtures thereof. Composite ceramics. 27. Composite ceramic according to claim 2, comprising tungsten carbide and cobalt. Tsuku. 28. 28. The composite ceramic of claim 27 comprising about 50 to about 99.5% tungsten carbide by volume and about 0.5 to about 50% cobalt by volume. 29. 28. The composite ceramic of claim 27, comprising about 80 to about 99.5% tungsten carbide by volume and about 0.5 to about 20% cobalt by volume. 30. A steel material consisting of approximately 94% tungsten carbide by volume and approximately 6% cobalt by volume. The method according to claim 27. 31. a refractory material selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, borides, sulfides and mixtures thereof; and a plasticizer present in an amount sufficient to at least partially fill the interstices between the particles of the refractory material. The binder material, which is capable of deformation, is bonded under a pressure between approximately 10,000 psi (6.89 x 101 MPa) and the breaking point of the refractory. At temperatures lower than the liquidus temperature of the composite material, the ceramic composite loses its theoretical density. 10% greater toughness than that exhibited by other composite ceramics of similar composition and geometry over a period of time sufficient to reach 85% of the hardness and sufficient time to cause sintering. 1. A method for producing a high-density refractory composite ceramic, the method comprising: contacting the composite ceramic under conditions such as to provide a high-density refractory body having a density of 85% or more. 32. 32. The method of claim 31, wherein the pressure is applied isostatically. 33. 33. The method of claim 32, wherein the refractory body has a toughness that is 10% greater than that exhibited by other refractory bodies that have been substantially presintered prior to final densification. 34. 34. The method of claim 33, wherein the refractory object has 15% greater toughness. 35. 34. The method of claim 33, wherein the refractory object has 25% greater toughness. 36. Composite ceramics have a 10% higher bond than other composite ceramics of similar composition. 34. The method according to claim 33, having a mixture material distribution. 37. 34. The method of claim 33, wherein the composite ceramic has an average grain size of less than about 10 microns. 38. Composite ceramics have a 10% higher bond than other composite ceramics of similar composition. 34. The method according to claim 33, having a mixture material distribution. 39. 34. The method of claim 33, wherein the composite ceramic has an average circularity value of less than about 17. 40. 34. The method of claim 33, wherein the composite ceramic has 10% greater toughness and at least approximately equal hardness compared to other composite ceramics of similar composition and shape. 41. Binder materials include cobalt, nickel, iron, tungsten, molybdenum, and tan. metal, titanium, chromium, niobium, boron, zirconium, panadium, silicon, metal Fnium, palladium, aluminum, copper, their alloys and mixtures thereof 34. The method of claim 33, wherein the method is selected from the group consisting of: 42. (a) about 50 to about 99.5% by volume of a refractory material selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides, and mixtures thereof; 42. The method of claim 41, wherein the contacting is with 0.5 to about 50% binder material. 43. 34. The method of claim 33, wherein the pressure is between about 50,000 psi (3.4 x 102 MPa) and about the breaking point of the refractory body. 44. 34. The method of claim 33, wherein the pressure is between about 70,000 psi (4.8 x 102 MPa) and about the breaking point of the refractory body. 45. The pressure is approximately 100,000psi (6.89X102MPa) and is almost refractory. 34. The method of claim 33, wherein the pressure is between the breaking points of the body. 46. 34. The method of claim 33, wherein the temperature is about 400 to about 2900<0>C. 47. 34. The method of claim 33, wherein the contact time is less than about 1 hour. 48. 34. The method of claim 33, wherein the contact time is less than about 1 minute. 49. 34. The method of claim 33, wherein the contact time is less than about 10 seconds. 50. (a) Alumina, zirconia, magnesia, mullite, zircon, thoria, beryllia, urania, spinel, tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide Nioprene carbide, zirconium carbide, boron carbide, hafnium carbide, silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, titanium nitride hafnium nitride, niopium nitride, boron nitride, silicon nitride, titanium boride, chromium boride, zirconium boride, tantalum boride, molybdenum boride, tungsten boride, cerium sulfide, molybdenum sulfide, cadmium sulfide, zinc sulfide, (composed of titanium sulfide, magnesium sulfide, zirconium sulfide and mixtures thereof) (b) cobalt, nickel, titanium, chromium, niopium, boron, palladium, hafnium, silicon, tantalum, molybdenum, silica; Conium, vanadium, aluminum, copper, their alloys and mixtures thereof 34. The method of claim 33, wherein the contacting agent is a binder material selected from the group consisting of: 51. (a) Tungsten carbide, niopium carbide, titanium carbide, silicon carbide, boron carbide (b) cobalt, nickel, titanium, chromium, niop; palladium, hafniu contact with a binder material selected from the group consisting of aluminum, tantalum or mixtures thereof. 34. The method according to claim 33. 52. (a) Tungsten carbide, niopium carbide, titanium carbide and mixtures thereof (b) a refractory material selected from the group consisting of; (b) cobalt, niopium, titanium and 34. The method of claim 33, wherein the contacting agent is a binder material selected from the group consisting of a mixture of: 53. 34. The method of claim 33, wherein tungsten carbide is contacted with cobalt. 54. 54. The method of claim 53, wherein the temperature is about 800<0>C to about 1500<0>C. 55. 54. The method of claim 53, wherein the contact time is less than 1 hour. 56. 54. The method of claim 53, wherein the contact time is less than 1 minute. 57. 54. The method of claim 53, wherein the contact time is less than 10 seconds. 58. at least partially filling gaps between particles of the refractory material and a material selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, borides, sulfides and mixtures thereof; A plastically deformable binder material present in a sufficient amount to cause the liquid phase of the binder material to melt under a pressure between about 10,000 psi (6.89 x 101 MPa) and the breaking point of the refractory material. less than a sufficient time for the composite ceramic to reach a density of 85% of its theoretical density at a temperature below the line temperature and a sufficient time for sintering to occur. contacting the material under conditions such as to provide a dense refractory body having a density of 85% or more with a toughness 10% greater than that exhibited by other composite ceramics for a period of time between A high-density refractory ceramic composite manufactured by 59. The ceramic composite according to claim 58, in which pressure is applied to the isostatic Combined. 60. 60. The ceramic of claim 59, wherein the composite has a toughness greater than that exhibited by other ceramic composites that have been substantially pre-sintered prior to final densification. Tsuku complex. 61. 61. The ceramic of claim 60, wherein said ceramic has 15% greater toughness. Mitsuku complex. 62. 61. The ceramic of claim 60, wherein the ceramic has 25% greater toughness. Mitsuku complex. 63. Binder materials include cobalt, nickel, iron, tungsten, molybdenum, and tan. metal, titanium, chromium, niopium, boron, zirconium, vanadium, silicon, Radium, hafnium, aluminum, copper, their alloys and mixtures thereof 61. A composite ceramic according to claim 60, selected from the group consisting of: 64. (a) about 50 to about 99.5% oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides, and mixtures thereof in terms of solubility; (b) about 0.5 to about 50% in solubility; 64. The composite ceramic of claim 63, wherein the composite ceramic is contacted with a binder material of . 65. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the pressure is between about 50,000 psi (3.4 x 102 MPa) and the breaking point of the refractory body. 66. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the pressure is between about 70,000 psi (4.8 x 102 MPa) and the breaking point of the refractory body. 67. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the pressure is between about 100,000 psi (6.89 x 101 MPa) and the breaking point of the refractory body. 68. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the temperature is from about 400<0>C to about 2900<0>C. 69. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the contact time is less than about 1 hour. 70. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the contact time is less than about 1 minute. 71. 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the contact time is less than about 10 seconds. 72. (a) Alumina, zirconia, magnesia, mullite, zircon, thoria, beryllia, urania, spinel, tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide Nioprene carbide, zirconium carbide, boron carbide, hafnium carbide, silicon carbide, boron carbide, aluminum nitride, titanium nitride, zirconium nitride, titanium nitride hafnium nitride, niopium nitride, boron nitride, silicon nitride, titanium boride, chromium boride, zirconium boride, tantalum boride, molybdenum boride, tungsten boride, cerium sulfide, molybdenum sulfide, cadmium sulfide, zinc sulfide, (b) a refractory material selected from the group consisting of titanium sulfide, magnenium sulfide, zirconium sulfide and mixtures thereof; (b) cobalt, nickel, titanium, chromium, nickel; Op, boron, palladium, hafnium, silicon, tantalum, molybdenum, zirco 61. The composite cell of claim 60 in contact with a binder material selected from the group consisting of aluminum, vanadium, aluminum, copper, alloys thereof and mixtures thereof. Ramitsuk. 73. (a) Tungsten carbide, niopium carbide, titanium carbide, silicon carbide, boron carbide (b) a refractory material selected from the group consisting of tantalum carbide, boron carbide, alumina, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, titanium boride and mixtures thereof; palladium, hafniu contact with a binder material selected from the group consisting of aluminum, tantalum and mixtures thereof. The composite ceramic according to claim 60. 74. (a) Tungsten carbide, niopium carbide, titanium carbide and mixtures thereof (b) a refractory material selected from the group consisting of; (b) cobalt, niopium, titanium and 61. The composite ceramic of claim 60, wherein the composite ceramic is contacted with a binder material selected from the group consisting of mixtures of. 75. 61. The composite ceramic according to claim 60, wherein tungsten carbide is brought into contact with cobalt. 76. 76. The composite ceramic of claim 75, wherein the temperature is about 800<0>C to about 1500<0>C. 77. 77. The compound of claim 76, wherein the temperature is about 1000°C to about 1350°C. Combined Ceramics. 78. 77. The composite ceramic of claim 76, wherein the contact time is less than 1 hour. 79. 77. The composite ceramic of claim 76, wherein the contact time is less than 1 minute. 80. 77. The composite ceramic of claim 76, wherein the contact time is less than 10 seconds. 81. (a) oxides, carbides, nitrides, silicides, borides and mixtures thereof; (b) a binder material capable of plastic deformation; and (c) a binder material on a grid of refractory material. the binder material and component (c) are present in an amount sufficient to at least partially fill the interstices between the particles of the refractory material. Object ceramic complex. 82. Binder materials include cobalt, iron, nickel, tungsten, molybdenum, and tan. metal, titanium, chromium, niopium, boron, zirconium, vanadium, silicon, Fnium, palladium, aluminum, copper, their alloys and mixtures thereof and (c) corresponds to the formula Xa-bYbZc, where X is a metal derived from a refractory material; Y is a binder material capable of plastic deformation; and Z is carbon, oxygen, nitrogen, silicon, boron or sulfur; α is an integer from about 1 to about 4; b is a real number from about 0.001 to about 0.2; and c is an integer from about 1 to about 4. Adjustment 82. The composite ceramic according to claim 81, which is a number. 83. 82. The refractory material of claim 81, comprising: about 50 to about 99% by weight refractory material; about 1 to about 50% by weight binder; metal; and about 0.001 to about 2% by weight component (c). Composite ceramic. 84. Oxides, carbides, nitrides, silicides, borides, sulfides, and mixtures thereof a refractory material selected from the group consisting of 10% greater binder material distribution than that exhibited by other composite ceramics of similar composition and shape, with a binder material distribution of plastically deformable binder material present in sufficient quantity to partially fill the binder material and less than about 17 A dense refractory composite ceramic consisting of a densified refractory body having an average circularity value of .
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